Oberflächen programmieren Funktionale Metaoberflächen weltweit in Serie

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Oberflächen so zu behandeln, dass sie bestimmte Eigenschaften erhalten, beispielsweise den Lotuseffekt, ist nicht neu. Neu ist die Perfektionierung und Serienfertigung dieser Metaoberflächen. Diese Kombination bildet die Basis der strategischen Partnerschaft von SurFunction und Precitec.

Programmierbare Oberflächen: Ziel der Partnerschaft zwischen SurFunction und Precitec ist es, funktionale Metaoberflächen als Standardwerkzeug der industriellen Fertigung zu etablieren.(Bild:  SurFnction)
Programmierbare Oberflächen: Ziel der Partnerschaft zwischen SurFunction und Precitec ist es, funktionale Metaoberflächen als Standardwerkzeug der industriellen Fertigung zu etablieren.
(Bild: SurFnction)

Bislang erhalten Bauteile ihre Oberflächenfunktionen durch Beschichten, Galvanisieren oder chemische Behandlung. Funktionale Metaoberflächen brechen mit diesem Prinzip: Eigenschaften wie elektrischer Kontakt, Reibung, Haftung oder Benetzung entstehen allein durch mikro- und nanoskalige Strukturen im Material selbst.

Mit der strategischen Partnerschaft zwischen SurFunction und der Precitec Gruppe, einem der führenden Anbieter von Lasertechnik und optischer 3D-Messtechnik, wird diese neue Technologie jetzt weltweit für die Serienfertigung verfügbar. Precitec wird zudem Vertriebs- und Servicepartner für die ELIPSYS-Plattform (Extended Laser Interference Patterning System). Die Partnerschaft verbindet diese Plattform mit Precitecs Lasertechnik und globalem Vertriebs- und Servicenetz, insbesondere in Nordamerika und Asien.

Mit der Plattform von SurFunction lassen sich Metalle, Kunststoffe, Glas und Keramik in industriellen Taktzeiten strukturieren. Grundlage ist das Direct Laser Interference Patterning (DLIP), das auf Forschungsarbeiten von Prof. Frank Mücklich und Prof. Andrés Lasagni zurückgeht.

SurFunction bringt den industriellen Prozess, die Anwendungsentwicklung, IP und Software sowie langjähriges Prozesswissen in die Partnerschaft ein. Precitec steuert mehr als 50 Jahre Erfahrung in der industriellen Lasermaterialbearbeitung bei – von Bearbeitungsköpfen bis zur Integration in die Anlagen führender Maschinenbauer – sowie ein Vertriebs- und Servicenetz in 23 Ländern, darunter eigene Gesellschaften in den USA, Japan, China, Korea und Indien.

Was sind funktionale Metaoberflächen?

Oberflächen bestimmen, ob Bauteile reiben oder gleiten, ob Flüssigkeiten haften oder abperlen und wie Strom, Wärme und Licht übertragen werden. Die Natur löst das über Strukturen: Der Lotus reinigt sich selbst, die Haut des Hais senkt den Strömungswiderstand, der Schmetterling erzeugt Farben ohne Pigmente.

Funktionale Metaoberflächen übertragen dieses Prinzip in die Industrie: Mikro- und Nanostrukturen verleihen dem Material Eigenschaften, die es von Natur aus nicht besitzt – allein durch Geometrie. Das Präfix „Meta-“ steht für diese Eigenschaften jenseits des Materials. Einsatzfelder sind Tribologie, Optik und Photonik, Medizintechnik, Elektronik, Energie und Mobilität – ein Markt im Milliardenbereich, der mit den Anforderungen an Effizienz, Nachhaltigkeit und Miniaturisierung wächst.

Die industrielle Nutzung funktionaler Metaoberflächen scheiterte lange an fehlender Skalierbarkeit. ELIPSYS (Extended Laser Interference Patterning System) löst dieses Problem auf Basis des Direct Laser Interference Patterning (DLIP): Mehrere kohärente Laserstrahlen erzeugen durch Interferenz ein periodisches Muster, das Mikro- und Nanostrukturen maskenlos, reproduzierbar und flächig in die Oberfläche schreibt. Die Grundlagen erforschten Prof. Frank Mücklich und Prof. Andrés Lasagni über mehr als 25 Jahre an der Universität des Saarlandes und der TU Dresden.

Vielfältige Anwendungsmöglichkeiten

Die Anwendungen reichen von Elektromobilität und Leistungselektronik über Batterie- und Halbleiterfertigung bis zu Medizintechnik, Optik und Tribologie – etwa für bessere elektrische Kontakte, chemiefreie Vorbehandlung vor Kleben und Beschichten, reibungsarme Oberflächen sowie PFAS-freie, antibakterielle oder optisch wirksame Strukturen.

Wie weit die Technologie in der Serie angekommen ist, zeigt die ELIPSYS-Anlage E 960 C1: Sie strukturiert Band für elektrische Steckkontakte in industrieller Geschwindigkeit, senkt den Kontaktwiderstand um bis zu 80 Prozent und erlaubt bis zu 60 Prozent mehr Kontakte bei gleicher Steckkraft.

Mit mehr als 30.000 installierten Systemen ist Precitec seit Jahrzehnten qualifizierter Lieferant in Elektromobilität, Halbleiter- und Elektronikindustrie, Medizintechnik und Luftfahrt. Für Kunden heißt das: ELIPSYS lässt sich weltweit in bestehende Produktionslinien integrieren und wird dort betreut, wo sie fertigen.

„Mit Precitec gehen wir den entscheidenden Schritt von der technologisch führenden Plattform zur global verfügbaren Industrielösung“, sagt Dr. Dominik Britz, CEO von SurFunction. „Das Vertriebs- und Servicenetz von Precitec eröffnet uns vor allem in Nordamerika und Asien neue Möglichkeiten. Gemeinsam wollen wir funktionale Metaoberflächen als Standardwerkzeug der industriellen Fertigung etablieren.“

„Die Oberfläche entscheidet immer öfter über die Leistungsfähigkeit eines Bauteils. Mit ELIPSYS ergänzen wir unser Portfolio um einen Prozess, der Bauteilfunktionen direkt im Material erzeugt – für eine Vielzahl von Anwendungen“, erklärt Dr. Thilo Wersborg, CEO der Precitec Gruppe.(kr)

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