Glasformgebung und -bearbeitung

Wir sind Spezialisten für Gläser, Keramiken und Halbleitermaterialien. Unsere Kernkompetenzen sind bruchmechanische Analysemethoden und Fertigungsverfahren mit den Schwerpunkten Glas-Heißformen, Ultrapräzisionsbearbeitung, Fügetechniken und spezielle Trenn- und Sägeverfahren. Besondere Arbeitsschwerpunkte sind Randverbund-Techniken für Vakuumisolierverglasungen, schädigungsarme und konturgenaue Bearbeitungsverfahren für Präzisionskomponenten sowie Trennverfahren für Verbundglasscheiben. Mit den Ergebnissen unserer Arbeiten liefern wir Lösungen für neue  Prozesse und Produkte als auch fundierte Bewertungen zur Wirtschaftlichkeit und Umsetzbarkeit in der industriellen Anwendung.

Leistungen

 

  • Prozessentwicklungen: Trennen und Biegen von Flachglas, Heißformgebungsverfahren, Drahtsägen von Silizium, Randverbundtechniken für Vakuumisoliergläser
  • Ultra-Präzisionsbearbeitung von Formwerkzeugen
  • Prozessanalysen in der Solarzellenherstellung zur Bruchvermeidung und Erhöhung der Gutausbeute
  • Schädigungsarmes Trennen von Silizium
  • Schadensanalysen Glas, Silizium
  • Unterstützung der Prozess- und Bewertungsverfahren durch Simulation

Themen

 

Biegen von Glas


Wir entwickeln Lösungen zur Darstellung komplexer Formen aus Flachglas-Halbzeugen. Mit der Technologie des Fraunhofer IWM können besonders kleine Biegeradien in engen Toleranzen realisiert werden und ebene Teilflächen behalten die sehr gute Ebenheit des Flachglas-Halbzeugs. So können Konturen aus Glas mit sehr hoher Präzision erzeugt werden. Neue Herstellungsverfahren und Anforderungen...

 

Trennen von Glas


Bei herkömmlichen Trennverfahren wie etwa dem Ritzen und Brechen von Glas entstehen Mikrorisse in der Bruchkante. Das am Fraunhofer IWM entwickelte Verfahren des thermischen Trennens ermöglicht im Gegensatz dazu eine Bruchkante mit weniger und kleineren Fehlern. Durch den Einsatz eines Lasers wird zeitlich und räumlich exakt Wärme in das Glas eingebracht. So wird ein Trennriss durch lokale Spannungen konturgenau durch das Glas...

 

Formen von Glas


Wir erarbeiten Lösungen zur Heißformgebung von Bauteilen aus Glas. Diskrete Bauteile werden in einem Pressprozess dargestellt (Blankpressen). Strukturen, beispielweise mit optischen oder haptischen Funktionen, werden mit einem lokalen Prägeprozess (Heißprägen) in größere Bauteile eingebracht. Beide Prozesse zeichnen sich durch kurze Prozesszeiten, hohe Qualität der Oberflächen und hohe Konturtreue aus. Optische Bauteile mit höchsten Anforderungen...

 

Fügen von Glas


Wir entwickeln Fügeverbindungen, die den chemischen, thermischen und mechanischen Eigenschaften des Werkstoffs Glas Rechnung tragen. Dazu funktionalisieren wir Glasoberflächen durch speziell entwickelte Mehrlagenschichten, bewerten Lotmaterialien und passen die Prozessparameter an. Unser Ziel ist Grundwerkstoff, Lotmaterial und Prozessführung so aufeinander abzustimmen, dass eine formstabile und vakuumdichte Fügeverbindung...

 

Numerische Simulation


Glasformgebungsverfahren sind thermische Prozesse und finden bei Temperaturen über 400 °C statt. Während eines Prozesses wirken neben der Temperatur auch Kräfte und die Geometrie des Bauteils ändert sich inkrementell. Die Materialzustände ändern sich im Laufe des Prozesses fortwährend bis die finalen Eigenschaften am Ende des Prozesses im kalten Zustand erreicht sind. Am kalten Bauteil können vielfältige...

 

 

Spröde Werkstoffe: Bewertung, Lebensdauer, Auslegung, Schadens-analysen


Wir analysieren und charakterisieren Schäden und Materialversagen an Gläsern, Keramiken und Halbleitern. Dabei identifizieren wir Schwachstellen im Material oder (Glas-)Verbund. Durch die Suche nach relevanten Belastungen von der Prozesskette der Herstellung bis zum Auftreten von Schäden im Feld können wir kritische Fertigungsschritte erkennen...

 

Ausstattung
 

Unsere Ausstattung bietet eine Vielzahl an Möglichkeiten der Glasanalyse, -bearbeitung und -formgebung. Hier stehen uns neben den Ressourcen des Instituts weiteres Spezialequipment für den Werkstoff Glas zur Verfügung.

Publikationen zum Thema Bearbeitungsverfahren, Glasformgebung

 

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