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Aus der Forschung

Spannende Beiträge zu den Ergebnissen aus der vielfältigen Forschungsarbeit des Fraunhofer IST:

 

Nachgefragt

Experten des Fraunhofer IST erklären Grundlagen und Spezialfragen u. a. aus der Dünnschichttechnik:

Aus der Forschung

Spannende Beiträge zu den Ergebnissen aus der vielfältigen Forschungsarbeit des Fraunhofer IST:

 

Galvanische Abscheidung von Aluminium

Aluminium ist in der technischen Welt ein beliebtes Material mit vielen positiven Eigenschaften und einem vielfältigen Einsatzspektrum. Am Fraunhofer IST wurde ein neuer Ansatz für die Entwicklung eines sicheren wirtschaftlichen Prozesses zur Aluminiumbeschichtung entwickelt - die galvanische Abscheidung von Aluminium aus ionischen Flüssigkeiten.

 

Entwicklung eines sensorischen Kingpins

Am Fraunhofer IST wird ein piezoresistives Dünnschichtsystem zur Kraftmessung hergestellt, das direkt auf dem komplex geformten Königszapfen abgeschieden wird.

 

Oberflächentechnik für die generative Fertigung

Eine Schwachstelle der additiven Fertigung ist derzeit noch die Oberfläche, die je nach Fertigungsverfahren sehr unterschiedlich sein kann. Am Fraunhofer IST werden daher additiv gefertigte Bauteile galvanisch metallisiert und mit den gewünschten Oberflächeneigenschaften versehen.

 

Sensorsysteme zur Messdatenerfassung in der Produktion

Ein wesentlicher Erfolgsfaktor für Industrie 4.0 ist neben der Weiterentwicklung der Datenverarbeitung auch eine leistungsfähige Sensorik Produktionsüberwachung. Am Fraunhofer IST werden verschiedene anwendungsspezifische Sensorsysteme auf Bauteilen entwickelt.

 

 

Robuste thermoresistive Sensorik für die Halbwarmumformung

Für ein besseres Verständnis von Werkzeugverschleißprozessen wird am Fraunhofer IST ein Schmiedegesenk mit einem thermoresistiven und zugleich verschleißbeständigen Dünnschichtsystem beschichtet.

 

EPMA-Analyse dünner Schichten

Die chemische Zusammensetzung und die Schichtdicke sind bei dünnen Beschichtungen oft die wichtigsten Parameter, die die Funktion der Schicht bestimmen. Eine Qualitätssicherung dieser Parameter ist daher, sowohl bei der Entwicklung als auch in der Produktion, essentiell. 

 

IR-Bandpassfilter auf 3D-Oberflächen

Einen Baustein für kompaktere und leichtere LIDAR-Systeme liefert das Fraunhofer IST mit der Entwicklung eines Prozesses, der eine direkte Abscheidung eines Bandpassfilters auf der Linse ermöglichen soll.

 

 

 

 

 

 

Simulation optischer Präzisionsschichten

Daten aus einer am Fraunhofer IST durchgeführten Simulation ermöglichen eine Blendenoptimierung und lösen so Probleme bei der Herstellung optischer Komponenten.

 

Optimierte Reinigungskette

Bei der Produktion von Zerspanungswerkzeugen entstehen Oberflächen- und Randschichtzustände, die für eine nachfolgende Beschichtung eine möglichst effiziente Reinigungsprozedur erfordern. Das Fraunhofer IST war an der Erarbeitung und Evaluierung einer alternativen Reinigungsprozesskette beteiligt.

 

Partikel im Beschichtungsprozess

Um das Verhalten von Staubteilchen in Beschichtungsprozessen besser nachvollziehen zu können, wurde am Fraunhofer IST eine Software entwickelt, die die Bewegung und das Aufladen von Staubteilchen simuliert. Diese diente als Grundlage für die nun entwickelte Simulationssoftware PALADIN – Plasma Lattice Dust Integrator.

 

Einsatzgebiete der ALD

Am Fraunhofer IST werden erfolgreich ALD-Prozesse entwickelt, mit denen homogene und nanometergenaue Beschichtungen hergestellt werden können. In einem Projekt hat das Fraunhofer IST mit Partnern u. a. mittels Atomlagenabscheidung Batteriematerialien gezielt funktionalisiert.

 

Direktmetallisierung von Kunststoff mittels HIPIMS

Am Fraunhofer IST wurden Untersuchungen zur Direktmetallisierung mit Aluminium und mit Chrom mittels HIPIMS durchgeführt, die viel versprechende Ergebnisse hinsichtlich der Haftfestigkeit auf Kunststoff erzielt haben.

 

Modellrechnungen zum Abbau von Stickoxiden mittels Photokatalyse

Mittels numerischer Simulation lässt sich das Abbaupotenzial photokatalytisch ausgerüsteter Oberflächen zur Stickoxidreduzierung bestimmen. 

 

 

Smarte Oberflächen für ein zukunftsfähiges Automobildesign

Mehrere Fraunhofer-Institute erarbeiten im Projektzentrum Wolfsburg gemeinsam Lösungen für die technologischen Herausforderungen des ressourcenschonenden und kostengünstigen Leichtbaus sowie für die Steigerung der Effizienz, die Senkung verkehrsbedingter Emissionen oder das Recycling von Fahrzeugkomponenten. Der Schwerpunkt des Fraunhofer IST liegt hierbei in der Weiterentwicklung von smarten Oberflächen wie oberflächenintegrierte Dünnschichtsensoren.

 

Intelligente Schraubverbindung – Dünnschichtsensor meldet lockere Schrauben

Das Forschungszentrum IoT-COMMs hat eine intelligente Schraubverbindung entwickelt, die eine drahtlose, energieautarke Überwachung ermöglicht. Dabei misst ein am Fraunhofer IST entwickelter Dünnschichtsensor die Krafteinwirkungen auf die Schraubverbindung und Veränderungen der Umgebungstemperatur am Montageort. 

 

Messverfahren zur Beurteilung von Materialien für den Einsatz in Wasserstofftechnologien

Das Fraunhofer IST hat zusammen mit dem Institut für Oberflächentechnik (IOT) der TU Braunschweig Messverfahren für die Beurteilung von verschiedenen Materialien und Oberflächenbehandlungen entwickelt.

 

UV-Bandpassfilter zur Sonnenbeobachtung

Im Juni 2022 soll das ballongetragene Sonnenobservatorium »Sunrise III« seine Reise antreten. Ziel der Mission ist es, die Magnetfelder und die konvektiven Plasmaströme der unteren Sonnenatmosphäre zu untersuchen. Mit an Bord sind Bandpassfilter, die am Fraunhofer IST entwickelt und hergestellt wurden.

 

Automatisierung des Rockwell-Schichthaftungstests

Die Schichthaftung von Hartstoffschichten ist ein wesentliches Qualitätskriterium für die Funktionssicherheit eines beschichteten Bauteils. In Kooperation mit Industriepartnern wurde an den Fraunhofer-Instituten IST und ITWM ein neues Auswerteverfahren entwickelt, das es ermöglicht, die Bewertung durch den Rockwell-Schichthaftungstest zu automatisieren. 

 

Vorhersage von Plasmanitrier­ergebnissen

Am Fraunhofer IST wurde ein Prognosetool entwickelt, mit dem Ergebnisse von Plasmanitrierprozessen vorhergesagt und damit die Qualität behandelter Bauteile verbessert werden können.

 

Thermoschockresistente Werkzeugoberflächen

Mehrere Ansätze des Fraunhofer IST zur Verbesserung von Nitrierverfahren zielen auf eine Verschleißminimierung in der Produktion ab. Ein besonderes Augenmerk liegt dabei in der Optimierung von Werkzeugoberflächen, die durch die schnelle thermische Wechselbeanspruchung, den sogenannten Thermoschock, strapaziert werden.

 

Siliziumschichten für Heterostruktursolarzellen

Das Fraunhofer IST nutzt die heißdraht-aktivierte Gasphasenabscheidung, um sie auf ihre Eignung zur Herstellung hocheffizienter SHJ–Solarzellen, insbesondere für Anwendungen im Automobilsektor zu untersuchen.

 

Simulation von HWCVD-Silizium-Beschichtungsprozessen

Am Fraunhofer IST wurde ein detailliertes Simulationsmodell der Gasphasen- und Oberflächenreaktionen in HWCVD-Siliziumabscheidungsprozessen mit Silan (SiH4) und Wasserstoff (H2) erstellt, um die Schichteigenschaften optimieren zu können.

 

Randschichtbehandlung von Hochtemperaturwerkstoffen

Am Fraunhofer IST wurden Behandlungen entwickelt, die das Reibungs- und Verschleißverhalten von Hochtemperaturwerkstoffen signifikant verbessern.

 

Materialien für Hochtemperatur-Dehnungsmessstreifen DMS

Am Fraunhofer IST wird an neuen Ansätzen für dehnungsempfindliche, temperaturbeständige Dünnschichtmaterialien geforscht.

 

Neuartige Kompositschichten mittels atmosphärischer PECVD

Das Fraunhofer IST arbeitet an einer geeigneten Antihaftbeschichtung auf der Oberfläche der Laminierplatten, die Haftungsprobleme lösen kann und darüber hinaus zukünftig die Verwendung von Materialien wie Polyethylenterephthalat, Glycol und Polyurethan (PET-G und PU) ermöglicht.

 

Aufskalierung von PECVD-Prozessen

Das Fraunhofer IST arbeitet an einer in-situ-Erfassung der Beschichtungsbedingungen in Kombination mit einer Modellierung der Prozessdynamik und Schichtbildung, um so eine gezielte Aufskalierung des Verfahrens zu ermöglichen.

 

Nachhaltiger Wasserstoff aus Sonnenlicht

Im Fokus des Fraunhofer-Verbundprojekts »Neo-PEC« liegt auf der Entwicklung eines Tandem-Moduls, das in Zukunft grünen Wasserstoff direkt mittels Sonnenlicht kostengünstig und sauber erzeugen und so eine dezentrale Wasserstoffversorgung ermöglichen soll.

 

Ultraharte optische Diamantschichten

Das Fraunhofer IST arbeitet an der Entwicklung transparenter und langlebiger Diamantschichten und Schichtsysteme für optische Anwendungen mit hoher mechanischer Widerstandsfähigkeit und verbessertem Gebrauchswert.

Nachgefragt

Experten des Fraunhofer IST erklären Grundlagen und Spezialfragen u. a. aus der Dünnschichttechnik. 

Nachgefragt