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Laserstrukturieren von Werkzeugen zur Folienherstellung

2017 09 FraunhoferKosteneffizienz und hohe Produktivität ohne dabei die Umwelt zu belasten: Im EU-Projekt „PoLaRoll“ entwickelt das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT aus Aachen gemeinsam mit dem Oberhausener Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheit- und Energietechnik Umsicht und sechs Industriepartnern ein Modul zur direkten Laser-Mikrostrukturierung in einem Rolle-zu-Rolle-Verfahren. Ziel ist es, mit Hilfe dieses Systems eine siebartige Metallfolie als Demonstrator zu fertigen, die zum Sonnenschutz von Glasfassaden verwendet wird: Durch ihre besondere Geometrie wird die Sonneneinstrahlung reduziert, woraus sich ein verminderter Energieaufwand für Kühlung und Belüftung ergibt.
Das Fraunhofer IPT ist im Projekt „PoLaRoll“ für die Prozessentwicklung der Laserstrukturierung sowie für die Mess- und Systemtechnik zuständig. Von den Industriepartnern werden zudem zwei grundlegende Komponenten weiterentwickelt, um sie für den Prozess nutzbar zu machen: Ein Femtosekundenlaser mit einer hohen Ausgangsleistung und einer extrem hohen Pulswiederholrate sowie ein innovatives, duales Polygon-Scanner-System, das eine schnelle und genaue Strahlablenkung gewährleisten soll. Das Fraunhofer Umsicht entwickelt für das System einen neuen, chromatfreien und umweltschonenden Lack, der durch ein
UV-Lithographie-Verfahren ausgehärtet wird. An-schließend können die Metallfolien auf beiden Seiten gleichzeitig mit dem Laser strukturiert werden.
Rolle-zu-Rolle-Verfahren eignen sich zur schnellen und kostengünstigen Herstellung elektronischer Bauteile und haben sich in der Elektrotechnik, Mikroproduktion und Solartechnik längst etabliert. Während konventionelle und andere laserbasierte Fertigungsverfahren bereits erfolgreich in die Rolle-zu-Rolle-Fertigung eingebunden werden konnten, erwies sich die Integration von direkten Strukturierungsverfahren mit Pulslasern bislang als wenig erfolgreich. Defizite stellen dabei bislang die zu geringe Wiederholfrequenz und Pulsenergie der Laserstrahlung sowie die unzureichende Geschwindigkeit und Genauigkeit bei der Strahlablenkung dar. Diese Mängel sollen im Rahmen des „PoLaRoll“-Projekts behoben werden.

Bild: Laserstrukturierung von Metallfolie (Foto Fraunhofer IPT)

www.ipt.fraunhofer.de

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