ProFunK


Förderkennzeichen: 2015 FE 9060
Projektlaufzeit: 01.06.2016 bis 31.05.2019

Profilgebung und Funktionalisierung von Keramiken mittels Ultrakurzpulslaser

Das Konsortium bestehend aus vier KMUs (Lust Hybrid Technik, VIA electronic, Porzellanmanufaktur Reichenbach, LLT Applikation) und zwei Forschungseinrichtungen (Ernst Abbe Hochschule Jena, ifw Jena) hat es sich zum Ziel gesetzt, die Ultrakurzpulslaserbearbeitung keramischer Werkstoffe bis zur Anwendungstauglichkeit zu erarbeiten und für zwei verschiedene Prozesse beispielhaft zu etablieren. Dies ist zum einen die Haftvermittlung von technischen Keramiken wie LTCC, Al₂O₃ oder AlN durch die Oberflächenfunktionalisierung mit Nano- und Mikrostrukturen. Als zweiter Prozess ist ein profilgebender Materialabtrag zu nennen, welcher sowohl für technische Anwendungen als auch für Designstrukturen in Porzellan eingesetzt werden kann. Damit wird ein breites Anwendungsspektrum anvisiert und zugleich die Problemstellung der schweren mechanischen Bearbeitung adressiert.

Im Mittelpunkt stehen Anwendungen aus dem Elektroniksektor, wie beispielsweise das Bohren von Vias oder das Einbringen von Gräben und Mustern definierter Form und Tiefe. Als Zielvorgaben werden u.a. eine laterale Auflösung <30 µm, eine axiale Auflösung von ±2 µm, eine Abtragsrate bis zu 10 mm³/min bei Oberflächenbearbeitungen und eine visuell verschwindende Rissausbreitung <30 µm in glasiertem Porzellan angestrebt.

Am Beginn der Prozesskette steht die Porzellanmanufaktur Reichenbach, welche u.a. werkstofftechnische Zusammensetzungen auf ihre Bearbeitbarkeit prüft. Die EAH Jena erarbeitet die Grundlagen zum Materialabtrag und das ifw Jena stellt sich der Aufgabe, den Bearbeitungsprozess anwendungsnah zu untersuchen. Die KMUs Reichenbach, Lust Hybrid Technik und VIA electronic realisieren die Produktentwicklung, sowohl für Endkunden als auch für die weiterverarbeitende Industrie. Die Aufgabe der LLT Applikation ist es, mit neuen Strahlführungsmethoden eine Prozesseffizienzsteigerung zu erzielen und die Verwertung über eine Automatisierungslösung abzusichern.  

Die gesetzte Verwertungsstrategie in unterschiedlichen Industriesektoren trägt zur wirtschaftlichen Entwicklung in Thüringen bei. Über das Projekt hinaus wird die gesamte keramikverarbeitende Industrie gestärkt, da im Projektanschluss ein Bearbeitungsverfahren entsteht, welches durch die industrienahe Verwertung der Forschungseinrichtungen in weitere Thüringer KMUs getragen wird.

 

Das vom Freistaat Thüringen geförderte Vorhaben wurde durch Mittel der Europäischen Union im Rahmen des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) kofinanziert.