Kostengünstige Laseranlage für die großflächige Nano- und Mikro-Strukturierung

Mit dem Verfahren können erstmals auch Flächen bis 500 x 500 mm² in wenigen Minuten strukturiert werden. Auf der Lasermesse LASYS in Stuttgart stellt das Fraunhofer IWS Dresden das neue kompakte System für die Mikrostrukturierung und Oberflächenfunktionalisierung von Metallen vor. Das kompakte System kann an die jeweiligen Kundenwünsche angepasst werden und Arrays mit Strukturbreiten von 150 nm bis 20 µm herstellen.

Das Fraunhofer IWS Dresden nutzt für die großflächige Mikrostrukturierung und Funktionalisierung die direkte Laserinterferenzstrukturierung (kurz: DLIP abgeleitet vom englischen Begriff Direct Laser Interference Patterning).

Hierbei handelt es sich um eine Technik, die eine großflächige und maskenlose Lithographie zur Herstellung komplexer Strukturen in einem Prozessschritt ermöglicht (Abb. 1). Konventionelle Strukturierungstechniken sind demgegenüber entweder zu langsam (sequentielle Verfahren) oder zu unflexibel (Maskentechniken).

Die direkte Laserinterferenzstrukturierung erlaubt die Herstellung 2-, 2,5- und 3-dimensionaler Mikrostrukturen auf Oberflächen sowohl einfacher als auch komplexer Bauteilgeometrie. Um die Interferenzstruktur zu erzeugen, werden 2 oder 3 kohärente Laserstrahlen eines gepulsten Lasers auf ebenen bzw. gekrümmten Oberflächen überlagert.

In den dabei erzeugten Intensitätsmaxima der Lichtwellen wird das Material über regelbare Prozessparameter wie Pulsenergie und Wellenlänge lokal abgetragen oder modifiziert. So können die elektrischen, chemischen und/oder mechanischen Eigenschaften der Oberflächen von Polymeren, Metallen, Keramiken und Einzel- oder Multischichten periodisch variiert werden.

Das am Fraunhofer IWS Dresden entwickelte System (DLIP-µFab) erlaubt außerdem die lokale Variation der Strukturbreite, und somit die Herstellung von holographischen Strukturen direkt auf Metall (Abb. 2).

In Abhängigkeit vom verwendeten Material und der Topographie der Strukturen werden mit dem Verfahren des IWS neue Anwendungen, z. B. in der Automobilindustrie oder der Medizintechnik, realisier- und bezahlbar. Einige Beispiele werden auf der Messe in Stuttgart und im Institut in Dresden präsentiert.

Überzeugen Sie sich selbst von der Leistungsfähigkeit des Systems und besuchen Sie uns auf dem Fraunhofer IWS Stand, Halle 4, Stand C31 auf der LASYS 2014 oder kontaktieren Sie die Experten im Fraunhofer IWS Dresden.

Ihre Ansprechpartner für weitere Informationen:

Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS Dresden
01277 Dresden, Winterbergstraße 28

Prof. Dr. Andrés Lasagni
Telefon: (0351) 83391 3007
Telefax: (0351) 83391 3300
E-Mail: andreas-fabian.lasagni@iws.fraunhofer.de

Presse und Öffentlichkeitsarbeit
Dr. Ralf Jäckel
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