Messtechnik

Die Messtechnik durchdringt nahezu alle Lebensbereiche. Ob in der Fertigung, der Medizin, der Umwelttechnik oder der Sicherheitstechnik – überall ist die Erfassung von physikalischen, chemischen oder biologischen Größen erforderlich. So lassen sich einerseits Fertigungsprozesse optimieren und andererseits Heilungsvorgänge überwachen. In der Produktionstechnik sind optische Messsysteme wesentlicher Teil der Industrie 4.0- Konzepte, für die am Fraunhofer ILT kompakte und robuste Lösungen entwickelt werden. Das Spektrum reicht von plasmagestützter Materialanalytik über die interferometrische Geometrievermessung bis hin zur flächigen Temperaturanalyse, die beispielsweise in der additiven Fertigung Anwendung findet.

Gemeinsam mit Anlagenherstellern werden Systeme zur Inline-Prozesskontrolle entwickelt, um Prozessparameter zu optimieren und die Fertigungsqualität zu sichern. Dies ermöglicht eine 100%-Kontrolle der Bauteile und das Einhalten besonders geringer Toleranzgrenzen.

Im Bereich der Materialanalytik wird mit gepulster Laserstrahlung die chemische Zusammensetzung berührungslos ermittelt. Die Palette der möglichen Anwendungen der Laser-Emmissionsspektrometrie reicht von der Qualitätsprüfung in der Metallerzeugung über die Materialeingangskontrolle bei der Metallverarbeitung bis hin zur schnellen Materialerkennung im Recyclingprozess.

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EUV-Laser für hochauflösende Spektroskopie und Lithographie#

Entladungsbasierte EUV-Strahlungsquelle für Wellenlängen im Bereich 2 - 20 nm.
© Fraunhofer ILT, Aachen.
Entladungsbasierte EUV-Strahlungsquelle für Wellenlängen im Bereich 2 - 20 nm.

Für zahlreiche Fragestellungen ist die Verfügbarkeit hoher, mittlerer oder gepulster Bestrahlungsintensitäten im extremen Ultraviolett (EUV) von besonderem Interesse. Dem Spektralbereich um 13,5 nm kommt eine besondere Bedeutung zu, da mit entsprechender Laserstrahlung Chip-relevante Strukturen für die Halbleiterindustrie erzeugt oder analysiert werden können.

Für die hochauflösende Spektroskopie und die nanoskalige Interferenzlithographie mit Wellenlängen im Bereich von 5 nm bis 50 nm werden am Fraunhofer ILT hocheffiziente EUV-Strahlquellen entwickelt. Die Technologie kann für die Charakterisierung von Optiken, Kontaminationsstudien oder für die Entwicklung von neuen Fotolacken eingesetzt werden. Darüber hinaus können ultradünne Membranen mit Dicken von ca. 20 nm, Vielschichtsysteme mit Einzelschichtdicken von unter 1 nm und periodische Gitterstrukturen mit EUV-Laserstrahlung hinsichtlich ihrer Geometrie bis in den Subnanometer-Bereich charakterisiert werden. Auch Stöchiometrie-Analysen von Membranproben und Vielschichtsystemen sind möglich.

Wertvolle, strategische Stoffe aus Altelektronik zurückgewinnen#

Moderne elektronische Geräte enthalten eine Vielzahl unterschiedlicher Materialien, von denen nur ein Teil am Ende der Nutzungsdauer in den heutigen Verwertungsverfahren zurückgewonnen wird. Weitere wertvolle Technologierohstoffe können jedoch in einer Kreislaufwirtschaft wiedergewonnen werden, wenn sie in Fraktionen mit hohen Konzentrationen der Zielmaterialien abgetrennt werden.

Das Konsortium des EU-Projekts ADIR hat eine automatisierte Demonstrationsanlage für die gezielte Entnahme elektronischer Komponenten aus Altelektronik erarbeitet. Ein Kernpunkt ist dabei die Bereitstellung der Information, wo welche Komponenten mit welchen Inhaltsstoffen montiert sind.

Die Inhaltsstoffe unbekannter Bauteile werden mit Laser-Emissionsspektrometrie (LIBS) ermittelt und die Bauteile – unterstützt durch Bildverarbeitungssoftware – zur Festlegung von Zielfraktionen bewertet. So entsteht ein digitales Abbild aller verarbeiteten Platinen, anhand dessen im nachfolgenden Prozessschritt die wertvollen Bauteile gezielt per Laserentlöten entnommen und sortiert werden können. In Feldversuchen in einem Recyclingbetrieb konnte das Verfahren bereits erfolgreich erprobt werden. Spezialisierte metallurgische Betriebe haben aus den angereicherten Sortierfraktionen Wertstoffe wie z. B. Tantal als Sekundärrohstoff gewonnen.

Fehlende Informationen über den Aufbau und die stoffliche Zusammensetzung von Altgeräten sind häufig ein Hindernis für eine hochwertige Wiederverwertung der Rohstoffe. Hier kann die digital vernetzte optische Messtechnik die Lücke schließen und eine effiziente und ressourcenschonende Nutzung ermöglichen.

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Projekte mit Beteilung des Fraunhofer ILT#

Strategische
Fraunhofer Projekte

Eine Auswahl von strategischen Projekten mit Beteiligung des Fraunhofer ILT finden Sie auf unserer Cluster-Webseite.

Laufende
Verbundprojekte

Hier finden Sie eine Auswahl von aktuellen Verbundprojekten mit Beteiligung des Fraunhofer ILT.

Abgeschlossene
Verbundprojekte

Hier finden Sie eine Auswahl von abgeschlossenen Verbundprojekten mit Beteiligung des Fraunhofer ILT.

Jahresberichte

In unseren aktuellen Jahresberichtsbeiträgen finden Sie weitere Projektergebnisse.

#Ansprechpartner für Projektanfragen

Dr. Achim Lenenbach (komissarisch)

»Messtechnik und EUV-Strahlquellen« 

 

Telefon +49 241 8906-124
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Dipl.-Ing. Hans-Dieter Hoffmann

»Laser und Laseroptik« 

 

Telefon +49 241 8906-206
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apl. Prof. Arnold Gillner

»Abtragen und Fügen« 

 

Telefon +49 241 8906-148
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Jasmin Saewe M.Sc.

»Laser Powder Bed Fusion« 

 

Telefon +49 241 8906-135
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Dr. Thomas Schopphoven

»Laserauftrag­schweißen« 

 

Telefon +49 241 8906-8107
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Dr. Jochen Stollenwerk (kommissarisch)

»Funktionale Schichten und Oberflächen« 

 

Telefon +49 241 8906-411
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