Technologien

Ober- und Grenzflächen spielen eine entscheidende Rolle für die Qualität und Leistungsfähigkeit zahlreicher Produkte und industrieller Prozesse. Bereits geringste Verunreinigungen können Beschichtungs- und Fertigungsprozesse beeinflussen und deren Funktionalität stören. Dies betrifft unter anderem Anwendungen in den Bereichen Kleben, Lackieren, Drucken und Metallisieren. Das Fraunhofer IFAM bietet eine breite Palette an Untersuchungsmethoden zur umfassenden chemischen und strukturellen Analyse von Oberflächen auf der Nanoskala an.

Die Rasterkraftmikroskopie (Atomic Force Microscopy, AFM) ist eine zentrale Methode zur Topografieanalyse und charakteristischen Materialuntersuchung auf der Nanometerskala. Mit höchster lateraler und vertikaler Auflösung liefert AFM detaillierte Informationen über Oberflächenstrukturen, Rauheit und lokale Materialeigenschaften. Zudem wird die Rasterkraftmikroskopie zur Korrelation mechanischer, elektrischer und chemischer Eigenschaften eingesetzt.

Die Röntgen-Photoelektronenspektroskopie (XPS) ist eine der leistungsfähigsten Methoden zur chemischen Analyse von Oberflächen. Sie liefert detaillierte Informationen über die Elementkonzentrationen, chemischen Bindungszustände und Oxidationsstufen der äußersten 1-10 Nanometer eines Materials. Zudem ist auch eine Sputter-Tiefenprofilierung möglich. Damit ist XPS unverzichtbar für Schadensanalytik, Qualitätssicherung und Materialforschung – insbesondere in der Elektronik, Medizintechnik, Luft- und Raumfahrt, Kunststoff- und Lackindustrie.

Die Flugzeit-Sekundärionenmassenspektrometrie (ToF-SIMS) ist eine hochempfindliche Methode zur Analyse der molekularen Zusammensetzung von Oberflächen. ToF-SIMS ist unverzichtbar für industrielle Schadensanalyse und Qualitätssicherung und eignet sich ideal zur Aufklärung von Schichtaufbauten, Identifikation filmischer oder partikulärer Kontaminationen und Schadensanalyse an Beschichtungen, Klebungen und Lackierungen – zum Beispiel in der Elektronik, Medizintechnik, Kunststoff- und Lackindustrie oder in der Materialforschung.

Durch die Kombination dieser seriellen Kinematiken mit externen Linearachsen resultieren vielseitige und anpassungsfähige Maschinenkonzepte für die Fertigung, auch bei der Produktion großer Bauteile.

Die Elementaranalyse am Fraunhofer IFAM Dresden ermöglicht die präzise quantitative Bestimmung von Kohlenstoff, Wasserstoff, Stickstoff, Sauerstoff und Schwefel in metallischen, keramischen und anorganischen Werkstoffen. Mithilfe von CHNS- und ONH-Verfahren liefern wir zuverlässige Analysedaten für Qualitätskontrolle, Werkstoffentwicklung sowie Forschungs- und Industrieanwendungen.

NASSCHEMISCHE OBERFLÄCHENVORBEHANDLUNG FÜR HOCHWERTIGERE KLEBUNGEN UND BESCHICHTUNGEN | Die nasschemische Vorbehandlung, oft auch als Galvanik oder Galvanotechnik bezeichnet, nimmt im Bereich der Oberflächenvorbehandlung noch immer eine Schlüsselposition in vielen Industriezweigen ein, so z. B. in der Luftfahrtindustrie, der Medizintechnik oder der Automobilbranche. Das Fraunhofer IFAM unterstützt hierbei mit der Entwicklung und Optimierung von diversen Verfahren sowie Produkten der nasschemischen Oberflächenbehandlung für Metalle.

UMWELTSCHONENDE UND RESSOURCENEFFIZIENTE BEARBEITUNG VON OBERFLÄCHEN | Die Lasertechnik bietet vielfältige Möglichkeiten zur Reinigung und Modifikation von Oberflächen. Beispielsweise können Metalloberflächen gegenüber einer Korrosion beständiger gemacht, die Haftfestigkeit eines Lacks oder Klebstoffs verbessert oder speicherfähige und Flüssigkeiten transportierende Schichten erzeugt werden.

ABTRAG À LA CARTE - SELEKTIV ODER BIS AUF DAS SUBSTRAT | Der Laser als abtragendes Verfahren ist ideal dazu geeignet, Beschichtungen von Oberflächen zu entfernen und direkt für eine Wiederbeschichtung vorzubereiten. Dies spart insbesondere bei einer lokalen Reparatur Zeit und Geld, da der Laser ohne Maske kantenscharf geführt werden kann. Je nach Materialkombinationen und den verwendeten Laserparametern kann dabei selektiv eine Beschichtung entfernt oder bis auf das Grundsubstrat bei nahezu gleichbleibender Oberflächengüte entschichtet werden.

REINIGEN UND FUNKTIONALISIEREN VON OBERFLÄCHEN MIT LICHT - ZUM WOHLE DER UMWELT | Saubere, modifizierte Oberflächen bilden die Grundlage für langzeitstabile Klebungen und Lackierungen. Die Oberflächenbehandlung mittels Laser bietet viele Vorteile gegenüber anderen Verfahren: Die Oberflächen werden nicht nur gereinigt, sondern in einem Ein-Schritt-Prozess werden parallel die Topographie und Chemie nach individuellen Bedürfnissen angepasst. Und das Ganze umweltschonend, ressourceneffizient und in einer kompakten Bauweise, die einfach in bestehende Prozessketten integriert werden kann.