Mikrowellen- und Plasmatechnologie

Die Kompetenzen im Bereich Mikrowellen- und Plasmatechnologie gehen weit über reine Prozesstechnik hinaus und umfassen Entwicklungen von Anlagen- und Messtechniken, ergänzt durch numerische Simulationen des elektromagnetischen Feldes und die daraus resultierende Erwärmung oder Plasmabildung. Besonderes Augenmerk liegt im reproduzierbaren und kontrollierbaren Einsatz der Mikrowellen. Mit Mikrowellen generierte Plasmen dienen zur Reinigung, Modifikation oder Beschichtung von Oberflächen (PECVD).

Plasmaline mit Magnet, konzentriertes Plasma
© Fraunhofer ICT
Plasmaline mit Magnet, konzentriertes Plasma

Kunststofferwärmung mit Mikrowellen

Mikrowellen sind nichtionisierende elektromagnetische Strahlen. Sie werden von polaren, magnetischen oder schwach elektrisch leitfähigen Materialien oftmals im Volumen absorbiert. So gelingt es die Materialien unabhängig ihrer Wärmeleitung zu erwärmen.

Leistungsangebot

  • Messung der temperatur- und frequenzabhängigen dielektrischen Funktion
  • Entwicklung und Optimierung von Mikrowellenanlagen für thermische Prozesse
  • Entwicklung von  Prozessen mit Mikrowellen
Anlage zur Erwärmung von PET-Preformlingen mit Mikrowellen
© Fraunhofer ICT
Anlage zur Erwärmung von PET-Preformlingen mit Mikrowellen

Mikrowellengenerierte plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung

Plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung PECVD (plasma-assisted chemical vapour deposition) können die Oberflächen verschiedener Materialien mit dünnen Funktionsschichten ausstatten, welche die Eigenschaften oder die Gebrauchsfähigkeit der Bauteile wesentlich verbessern. Mikrowellen erzeugen Plasmen, mit denen sehr hohe Beschichtungsraten möglich sind.

© Fraunhofer ICT

Unser Leistungsangebot

  • Entwicklung von Beschichtungsprozessen mit mikrowellengenerierten Plasmen nach Spezifikation des Kunden
  • Überprüfung spezifischer Produkteigenschaften mit entsprechenden Testverfahren
  • Upscaling bis zum Aufbau von Demonstratoren

 

Damastmesser geschützt mit einer Korrosionsschutzschicht beschichtet vom ICT im PECVD-Verfahren
© Nesmuk
Damastmesser geschützt mit einer Korrosionsschutzschicht beschichtet vom ICT im PECVD-Verfahren

Simulation

Moderne FEM-Softwarepakete erlauben es, elektromagnetische Felder und die damit verbundene Erwärmung oder das daraus generierte Plasma numerisch selbstkonsistent zu simulieren. Die Simulation unterstützt und beschleunigt die Anlagen- und Prozessentwicklung im Gebiet Mikrowellen und Plasmen.

Leistungsangebot

  • Elektromagnetische Feldsimulationen von Mikrowellenapplikatoren
  • Optimierung von Applikatoren mittels Simulation
Simulation des elektrischen Mikrowellenfeldes in einem Zirkulator
© Fraunhofer ICT
Simulation des elektrischen Mikrowellenfeldes in einem Zirkulator

Sensor- und Messtechnik

Mikrowellen eignen sich zur Prozessüberwachung und –steuerung. So kann damit der Vernetzunggrad von Polymeren zerstörungsfrei gemessen werden. Auch können inline im Extruder die Konzentration und Agglomerate und die Konzentration von Nanopartikeln gemessen werden.

Apparatur zur Messung der Permittivität von Materialien
© Fraunhofer ICT
Apparatur zur Messung der Permittivität von Materialien

Wir verfügen auch über ein faseroptisches Messgerät zur kontinuierlichen ortsaufgelösten Temperatur und Dehnungsmessung entlang der Faser.

Messgerät zur lateralen Bestimmung der Temperatur und Spannung entlang einer Glasfaser
© Fraunhofer ICT
Messgerät zur lateralen Bestimmung der Temperatur und Spannung entlang einer Glasfaser

Multimedia

Speed-bonding mit Mikrowellen

Beschleunigte Aushärtung eines Klebstoffs mit Mikrowellen am Beispiel 'Fügen von zwei CFK-Bauteilen'

Erwärmung von Kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen

Mikrowellenantenne zum berührungslosen Erwärmen von CFK-Laminaten

PECVD-Kratzschutzschichten

Transparente Kratzschutzschicht auf Polycarbonat