Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT
Das Laserstrukturieren ist Verfahren zur Funktionalisierung von Bauteiloberflächen. Mit der Funktionalisierung werden die optischen, mechanischen, haptischen und biologischen Eigenschaften des Bauteils entsprechend der gewünschten Nutzung verändert.
Veränderte Bauteileigenschaften durch Oberflächenfunktionalisierung
Die Anwendungsfelder sind vielfältig: So erscheinen beispielsweise Kunststoffoberflächen im Automobil griffiger und wertiger, wenn sie mit Mikrostrukturen versehen sind. Bei Triebwerkskomponenten verringert sich mit der richtigen Oberflächenbearbeitung deren Reibung und damit der Luftwiderstand. Wasserabweisende Eigenschaften findet sich heute auf Lacken ebenso wie auf Textilien. Für metallische Bauteile, etwa bei Instrumenten in der Medizintechnik, wird dieser »Lotuseffekt« durch das Einbringen einer periodischen Struktur mittels (Ultra-)Kurzpulslaser erzielt. Und auch der gegenteilige Effekt lässt sich durch Mikro- und Nanostrukturen in der Oberfläche erzielen: Hydrophile Oberflächen, wie sie unter anderem in Tanks oder bei bestimmten Optiken zu finden sind, saugen Wasser regelrecht an und transportieren die Flüssigkeit in die gewünschte Richtung.
Umfangreiche Anlagentechnik zum Laserstrukturieren
Wir sind am Fraunhofer IPT in der Lage, Mikro- und Nanostrukturen reproduzierbar selbst auf komplex geformten Oberflächen von Glas-, Metall- und Kunststoffbauteilen einzubringen. Zur Herstellung der Strukturen nutzen wir konventionelle 5-Achs-Anlagen, in die wir (Ultra-)Kurzpulslaser integrieren.
Für besonders große Objekte kommt unser Robotersystem MIRA zum Einsatz. Mit MIRA können wir auch bei sehr großen und komplexen Bauteilen Strukturen von höchster Qualität erzeugen. Um systembedingte Ungenauigkeiten des Roboters auszugleichen, haben wir einen intelligenten Laserstrukturierkopf entwickelt, der Positionsabweichungen automatisch erkennt und eigenständig korrigiert.
Unsere Leistungen im Überblick
- Entwicklung von funktionsorientierten Nano- und Mikrostrukturen
- Oberflächenstrukturieren komplex geformter Bauteile
- Individuelle Beratung zum Einsatz des Laserstrukturierens
- Machbarkeits- und Wirtschaftlichkeitsstudien
- Anpassung des Prozesses an bestehende Fertigungsumgebungen
- Prototypische Fertigung von Oberflächenstrukturen