Laserbasierte Funktionalisierung temperaturempfindlicher Substrate

Kategorie(n): Oberflächentechnik | Lebenswegphase(n): Herstellung, Nutzung

Das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik (ILT) hat für die laserbasierte Funktionalisierung von nano- und mikropartikulären Werkstoffen ein neues ressourceneffizientes Verfahren entwickelt. Bei dem Verfahren handelt es sich um ein nasschemisches Beschichtungsverfahren kombiniert mit einem Laserverfahren zur anschließenden Funktionalisierung des aufgetragenen Werkstoffes.

Zur Beschichtung eines Glas-, Kunststoff- oder Halbleitersubstrats, wird auf das Bauteil das teure Indiumzinnoxid (ITO) mittels des Inkjet-Verfahrens aufgedruckt. Im Anschluss wird der fokussierte Laserstrahl mit einem Galvoscanner über die zu bearbeitende Fläche geführt. Dadurch wird die Leitfähigkeit der ITO-Schicht signifikant erhöht. Im Vergleich zum Ofenprozess der konventionellen Beschichtungsverfahren sind die thermische Belastung des Substrats sowie der Energieverbrauch wesentlich geringer. Temperaturempfindliche Substrate, die bisher nicht mit den konventionellen Verfahren bearbeitet werden konnten, können nun mit dem Laser schonend beschichtet werden. Die örtliche und zeitliche Präzision des Laserverfahrens ermöglicht es das Beschichtungsmaterial verlustfrei und punktuiert an den notwendigen Stellen zu funktionalisieren.

Ferner zeichnet sich das Verfahren durch seine Inline-Fähigkeit aus. Es lassen sich zum Beispiel auch keramische Verschleißschutz- und Korrosionsschichten aus Zirkoniumdioxid auf gehärtetem Stahl auftragen. Das Verfahren ist insbesondere relevant für den Automobilbau. Jährlich müssen hier mehrere Millionen Komponente beschichtet werden, um sie sicher für die hohen statischen und dynamischen Belastungen sowie den extremen Temperaturschwankungen zu machen.


Quelle(n):

Innovations-Report

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