Digitalisierung und Oberflächentechnik
Sensorische Dünnschichtsysteme ersetzen Messgeräte, Simulationen gestatten Einblicke in Prozessdynamiken.
Digitalisierung ist ein Thema, das alle Branchen betrifft und bewegt. Inwiefern digitale Lösungen die Entwicklung innovativer Materialien und Oberflächen erleichtern und beschleunigen können, zeigt das Fraunhofer-Institut für Oberflächentechnik IST mit seinen Arbeiten zur Prozesssimulation im Bereich Dünnschichttechnik. Ein weiterer Themenschwerpunkt des Instituts betrifft die Schnittstelle zwischen physischen und digitalen Systemkomponenten: Dünnschichtsensoren spielen dabei eine wichtige Rolle und finden vielfältige Einsatzmöglichkeiten im Bereich von Industrie 4.0.
Abb.: Simulierte Elektronendichte-Verteilung in einem Kompartiment der EOSS-Beschichtungsanlage zur Herstellung optischer Funktionsschichten. (Bild: Fraunhofer IST)
Die Entwicklung präziser und effizienter Verfahren für die Dünnschichttechnik wird erst durch eine Simulation der Prozesse erleichtert, die Einblicke in Prozessdynamik und relevante Parameterkorrelationen gibt. Das Fraunhofer IST präsentiert auf der Hannover Messe Ergebnisse zur Gas- und Plasmasimulation mit der „Direct Simulation Monte Carlo“- und der „Particle-in-Cell-Monte Carlo“-Software, die zur Optimierung von Vakuum-Beschichtungsverfahren und -Anlagen entwickelt wurden.
Abb.: Tiefziehwerkzeug mit multisensorischem Dünnschichtsystem.(Bild: Fraunhofer WKI, Manuela Lingnau )
Am Fraunhofer IST wurde ein sensorisches Dünnschichtsystem entwickelt, das Mess¬daten dort generiert, wo Messsysteme nur schwer zu integrieren sind, z. B. in direktem Kontakt zwischen Werkstück und Werkzeug. Das Schichtsystem wird direkt auf die Oberfläche abgeschieden und ermöglicht so die ortsaufgelöste Messung von Temperaturen und Kräften in Hauptbelastungszonen. Anwendungsbeispiele sind sensorische Unterlegscheiben zur Überwachung von Schraubverbindungen oder Werkzeuge für Tiefziehprozesse.
Diese und weitere Beispiele präsentiert das Fraunhofer IST auf der diesjährigen Hannover Messe vom 23. bis zum 27. April 2018 erstmals im Bereich „Digital Factory“ auf dem Gemeinschaftsstand der Fraunhofer-Gesellschaft „Digital Solutions & New Materials“ (Halle 6, Stand A30) und auf dem zentralen Fraunhofer-Gemeinschaftsstand „Zukunftsfabrik“ in Halle 2 (Stand C22).
IST / LK
