Unter dem Namen LAMPAS (High throughput Laser structuring with Multiscale Periodic feature sizes for Advanced Surface Functionalities) forscht derzeit ein internationales Expertenteam der TU Dresden an laserbasierter Oberflächenbearbeitung. Das Ziel: Das vielversprechende, neue Verfahren soll zur Marktreife gebracht werden. Zudem wollen die Wissenschaftler der Fakultät Maschinenwesen einen Weltrekord in der Fertigungsgeschwindigkeit aufstellen. “Wir sind sicher, dass die Ergebnisse wegweisend für verschiedene Industrien sein werden und freuen uns daher sehr, dass wir europaweit die führenden Partner für das Forschungsvorhaben gewinnen konnten”, so Professor Andrés Fabian Lasagni, Koordinator des Forschungsprojektes und Inhaber der Professur für Laserbasierte Methoden der großflächigen Oberflächenstrukturierung. Mögliche Anwendungsbereiche sehen die Forschenden in der Medizintechnik, Automobilindustrie sowie Energieforschung.
Vorbild Lotoseffekt
Inspiriert wurden die Wissenschaftler von der Natur. Der selbstreinigende Lotoseffekt, den man auch vom Schmetterlingsflügel her kennt, basiert auf einer mikro- beziehungsweise nanostrukturierten Oberfläche. Entsprechend möchten die Laserexperten durch großflächige, filigrane Gravuren per Laser die Funktionalisierung von unterschiedlichen Oberflächen erreichen und somit eine echte Alternative zu bisherigen Verbundwerkstoffen oder zur Beschichtung von Oberflächen schaffen. Industrielle Anwendungsfelder könnten beispielsweise die Erstellung von antibakteriellen oder leichtreinigenden Oberflächen oder auch eine Anti-Fingerprint-Beschichtung sein.
Das Forscherteam plant, in den nächsten drei Jahren ein laserinterferenzbasiertes Verfahren zu entwickeln, das kostengünstig großflächige Mikro- und Nanostrukturen auf verschiedene Oberflächen bringen kann. Die Herausforderung des Projekts besteht in der Größe der Mikrostrukturen. Sie sind kleiner als ein menschliches Haar. Damit das Verfahren auch für den breiten Markt nutzbar ist, gilt es gleichzeitig die Fertigungsgeschwindigkeit solcher Strukturen zu erhöhen. Dafür wird im Rahmen des Projektes eine neue Laserstrahlquelle entwickelt, die eine Ausgangsleistung von 1.5 Kilowatt besitzt und ultrakurze Laserpulse erzeugt.
EU Forschungsprojekt “Horizon2020”
Das Forscherteam um den Laseringenieur Lasagni zählte beim EU-Forschungswettbewerb „Horizon2020“ in der Kategorie Informations- und Kommunikationstechnologien (ICT-04-2018, Förderkennzeichen 825132) zu den besten Teilnehmern. Deshalb wird das Projekt im Rahmen des Horizon 2020-Programms mit mehr als 5,1 Mio. Euro von der Europäischen Union (EU) gefördert. In den nächsten drei Jahren forschen die Wissenschaftler der TU Dresden zusammen mit internationalen Partnern aus Industrie und Forschung, u.a. Bosch, Trumpf, Bosch-Siemens-Hausgeräte (BSH), Next Scan Technology, Near Infrared Technologies (NIT), Lasea und European Photonics Industry Consortium (EPIC) an dem Projekt.
Bild oben: Die Mikrostrukturen – hier ein Beispiel einer mit einem Laser bearbeiteten Metalloberfläche für selbstreinigende Oberflächen – sind eine große Herausforderung. Der Abstand der einzelnen Strukturelemente (Abstand „Berg“ zu „Berg“) beträgt 10 Mikrometer. Zum Vergleich: Ein menschliches Haar hat einen Durchmesser von 50-80 Mikrometern ©TU Dresden
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