Funktionale Schichtmaterialien für Optik, Formgebung, Korrosionsschutz

Funktionale Schichtmaterialien

Für die Beschichtung von Formgebungswerkzeugen für Optik, Sensorik, Medizin- und Mikrosystemtechnik werden neue Schichtmaterialien entwickelt und für den industriellen Einsatz angepasst. Ein Schwerpunkt bildet die Erforschung von Strukturbildungsphänomenen beim Schichtwachstum und deren gezielte Ausnutzung zur Steuerung von Oberflächeneigenschaften wie Reflektion, Benetzung und Adhäsion. Ein weiteres Arbeitsgebiet ist die simulationsgestützte Erarbeitung von nanolaminaren Schichtmaterialien mit hoher Barrierewirkung für Hochtemperaturanwendungen.

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Leistungen

Themen

Patente

Leistungen

Entwicklung temperaturwechselbeständiger, materialangepasster Werkzeugbeschichtungen für schnelle Spritzgieß- und Spritzprägeprozesse

Entwicklung von nanostrukturierten Schichten für Replikationswerkzeuge zur Erzeugung funktionalisierter Komponenten (Entspiegelung, Benetzung)

Entwicklung leitfähiger Schichten für Komponenten aus Gläsern, Kunststoffen und Silizium

Qualifizierung von Beschichtungen hinsichtlich der Benetzung mit Medien, thermomechanischer Beanspruchung, Leitfähigkeit, optischer Antwort

Entwicklung hochtemperaturbeständiger antiadhäsiver Werkzeugbeschichtungen für das Blankpressen umweltverträglicher bleifreier Gläser

Untersuchung von Schichteigenschaften, Eigenspannungszuständen und Schichtfunktionen unter der Wirkung thermischer und mechanischer Belastungen

Themen

 

Funktionale Nanostrukturen für Optik und Mikrosysteme


Die Funktion von Komponenten kann wesentlich durch gezielte Oberflächenstrukturierung gesteuert werden. Dabei erfordern Anwendungen in Optik, Medizin- und Werkzeugtechnik jeweils unterschiedlich ausgestaltete Oberflächentexturen auf der Mikro- und Nanoskala. Diese werden durch die Ausnützung von Selbstorganisationseffekten beim Wachstum von PVD-Schichten erzeugt. So können zum Beispiel Oberflächen...

 

Schichten für die Formgebung


Für Präzisions-Heißformgebungsprozesse von Gläsern und Kunststoffen erforschen wir antiadhäsive, kontaktinerte und hochtemperaturbeständige Schichtsysteme. Bei Mineralgläsern werden dafür vorwiegend hochtemperaturbeständige Hartstoffsysteme sowie edelmetallhaltige Schichten eingesetzt. Bei der Kunststoffverarbeitung entwickeln wir darüberhinaus auch organische Schichtmaterialien, die die Entformungsbedingungen verbessern und die Werkzeugstandzeit erhöhen...

 

Schichtanalytik, Performance von Beschichtungen


Das Einsatzverhalten von Schichten wird wesentlich von den Abscheidebedingungen bei der Schichtaufbringung und den daraus resultierenden Materialeigenschaften wie chemische Zusammensetzung, Mikrostruktur und Spannungszustand bestimmt. Zur Charakterisierung der tiefenabhängigen Materialzusammensetzung wird die optische Glimmentladungsspektroskopie eingesetzt. Temperaturabhängige ...

 

 

 

Dünnschichtsensorik


Bei der Verarbeitung von Kunststoffen stellt die Prozessgröße »Temperatur« den wesentlichen Parameter für ein qualitativ hochwertiges Ergebnis dar. Dies gilt für den Kunststoffspritzguss ebenso wie für das Blasformen oder das Verschließen von Verpackungen im Heißsiegelprozess.

Gemein ist allen genannten Technologien, dass sowohl die Erzeugung, als auch die Messung der Temperatur nicht am »Ort des Geschehens«, d.h. unmittelbar in der Kontaktzone Werkzeugwand-Kunststoff ...

 

Hephaistos


Pro Jahr werden weltweit ca. 1 Billion Verpackungen aus Folienmaterial für Nahrungsmittel produziert, hinzukommen weitere Verpackungen für Kosmetik-, Pharma-, Medizin- sowie technische Produkte. Neun von zehn dieser Verpackungen werden mit dem Wärmekontaktverfahren hergestellt. Dauerbeheizte Werkzeuge schmelzen dabei die thermoplastischen Schichten von Folien auf und verbinden diese. Zur Reduktion des Packmittelverbrauchs ...

 

Kunststoffoptiken


Die deutsche Optikindustrie gehört zu den technologischen Weltmarktführern speziell auf den Gebieten LED und innovative Beleuchtungssysteme, oftmals angetrieben von den Anforderungen aus der Automobilbranche. Fertigungsprozesse für optische Komponenten mit neuen Funktionalitäten wie steuerbare Lichtverteilungen, Farbechtheit und Entspiegelung müssen kontinuierlich verbessert und z.T. völlig neu...

 

OptiSys


Ziel des Gesamtvorhabens ist die technische Darstellung einer vollständigen Prozesskette zur wirtschaftlichen Herstellung optischer Kunststoffkomponenten für Automobilanwendungen mit der Integration optischer Funktionalitäten direkt im Herstellprozess. Aufgabe des Fraunhofer IWM ist die Erarbeitung von wissenschaftlich-technischen Grundlagen einer Dünnschichtsensorik und deren Applikation direkt auf der...

 

Publikationen zum Thema Funktionale Schichtmaterialen


Beiträge in Zeitschriften, Büchern und auf Konferenzen sowie Dissertationen und Projektberichte...

Patente

Patent DE 100 39 208 A1 Fh-IWM: Verfahren zur Herstellung eines Werkzeugs, das zur Schaffung optisch wirksamer Oberflächenstrukturen im sub-µm Bereich einsetzbar ist, sowie ein diesbezügliches Werkzeug

DE 102 00 40 19951 A1 Fh-IWM: Vorrichtung mit einer kratzbeständigen und über optimierte Benetzungseigenschaften verfügenden technischen Oberfläche sowie Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung

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