Technische Ausstattung

Ausstattung:

• Nassbeschichtungscoater
• Beschichtungsbreiten: 150 mm (max.), Beschichtungsgeschwindigkeit: (1 m/min.)
• Besonderheiten: Rollenaufnahme 3‘‘, 6‘‘, Software zur Experimentaldatenaufnahme und –analyse
• Trockenbeschichtungscoater
• Beschichtungsbreite: 200 mm (max.), Beschichtungsgeschwindigkeit: 0,5 - 20 m/min.
• Besonderheit: Rollenaufnahme 3‘‘, 12‘‘, Inlinekalender bis 220 °C, Inline Infraroteinheit
• Single-Sheet-Fertigung
• Beschichtungsbreite: 150 mm (max.), Tischkalander bis 170 °C, Heißpresse bis 400 °C

• Anwendungsbereich: SMD, Hybrid, Solar
• Stellfläche: L:1450 x W:1150 x H:1400 mm
• Druckformat max.: 370 x 450 mm
• Rahmengröße min.: 300 x 300 mm
• Rahmengröße max.: 620 x 740 mm
• Einstellgenauigkeit: ± 10μm
• Druckkraft: 10 – 250 N
• Druckgeschwindigkeit: 10 – 170 mm/s
• Druckgutstärke: 0,8 – 6,0 mm

• Automatisierte Dosierung von nieder- bis hochviskosen Medien
• Partikelgröße max. 30µm (Extremfall 50µm)
• Viskositätsbereich von 25-100.000 cP bei RT
• Austauschbare Düse
• Option für beheizbare Kartuschen
• Min. zwei Komponenten Dosierbar (Auch als Austausch Option möglich)
• Bauraum min. 450x450 mm
• Integrierte Kamera
• Prozessdaten Ein/Ausgang (ggf. OPC-UA oder ähnliche Schnittstelle)
• Wiederholgenauigkeit <0,01mm
• 3-Achsen min.
• Verarbeitungsgeschwindigkeit > 0,5-40 mm/s
• Schnittstelle für Datenübernahme aus CAD (stl o.Ä. Austauschformat)
• Austauschbare Dosierspitzen und Kartuschen

KSV DX 25 – 500

• Abscheidung von Dünnschichten
• Kontrollierte und wiederholbare Präparationsverfahren
• Verschiedene Schichtdicken
• Individuelle Einstellung des oberen und unteren Endpunktes der Substratbewegung

Einsatzgebiet:

• Erzeugung von intelligenten Oberflächen
• Sol-Gel-Beschichtungen
• Schicht-für-Schicht-Montage
• Selbstmontierte Monoschichten

Technische Eckdaten:

Selbstmontierter Sprühbeschichtungsroboter

• Kontinuierliche und intermittierende Anwendungen
• XSEL-Steuerung gewährleistet hohe Wiederholbarkeit der Positionierung und konstante Geschwindigkeit
• Handhabung fester Komponenten mit unregelmäßiger Form
• Variabel: Materialdruck und Geschwindigkeit               

Sprühbeschichtung – Technische Eckdaten:

retsch pm 400

• Hoher Feinheitsgrad, bis in den Nanobereich
• Mechanismus: Zerkleinerung durch hohe Zentrifugalkräfte
• Kontrolle über Drehzahl und Energie
• Reproduzierbare Ergebnisse

Anwendungen:

• Pulverisieren
• Mischen
• Homogenisieren
• Kolloidales Mahlen
• Mechanisches Legieren
• Trocken- und Nassmahlen

Einsatzgebiet:

• Kohlenstoff-Fasern
• Verbundwerkstoffe
• Keramiken
• Polymere
• Metalle 
  

Planeten-Kugelmühle – Technische Eckdaten:

Dr. Fritsch DSP 510 SA

• Kontrolle über die Parameter des Herstellungsprozesses (Temperatur,Größe des Drucks und des Hubs)
• Korrelation zu thermischen, physikalischen oder elektrischen Materialeigenschaften
• Rohmaterial: Keramik-/Metallpulver; Nanopartikel
• Informationen über den Einfluss von Zusatzstoffen oder verschiedenen Vorbehandlungen
• Maßgeschneiderte Probengeometrien: Zylinder, röhrenförmige, quadratische Form mit abgerundeten Ecken in verschiedenen Dimensionen
• Anschließende Charakterisierung der Nanostruktur

Sinter-Heißpresse – Technische Eckdaten:

Thermo Scientific Haake Rheomex PTW 100 OS

Anwendungen:

Prozesssimulationen von sehr kleinen Probenmengen:

• Compoundieren mit komplexen Füllstoffen
• Mischen
• Verstärkungsmatrizen und Extrusion von Strängen, Profilen oder Folien
• Rheologische Messungen

Typische Untersuchungen:

• Messung des rheologischen Verhaltens (Viskosität, Elastizität)
• Prüfung des Schmelzverhaltens
• Prüfung des Einflusses von (funktionellen) Additiven
• Extrudierbarkeit und Scale-up-Daten
• Mischungsverhältnis
• Morphologie von Polymer- und Nanokompositen
• Recyclingfähigkeit
• Vorhersagen für den Spritzgießprozess
• Einfluss der Schneckengeometrie auf die Verarbeitbarkeit

Doppelschneckenextruder – Technische Eckdaten:

Keyence VK9700 und VK9710

Unser Farb-3D-Laser-Scanning-Mikroskop kombiniert die Vorteile eines optischen Mikroskop, SEM und Rauheitsmessung. Die folgenden Merkmale verleihen ihm einen Vorteil gegenüber herkömmlichen SEMs und Rauheitsmessgeräten:

• Keine Vorverarbeitung erforderlich; daher kann die Probe für weitere Prüfungen wiederverwendet werden
• Berührungslose Messung; dadurch werden Beschädigungen der Oberfläche von weichen Targets
• Hochauflösende und ultratiefe Untersuchung in Echtfarbe

3D-Laserscanning-Mikroskop

       Anwendungen:

        Technische Eckdaten:

Zeiss Axio Imager Z1m

Unsere Mikroskopplattform bietet helle Farben durch ihre hervorragende Optik und unterstützt Beleuchtungsvarianten für Auflicht und Durchlicht. Es stehen verschiedene Filter zur Verfügung, darunter auch Polfilter. Die 5-Megapixel-Farbkamera (Axio MRc5) mit 1:1.300 Dynamikbereich und 36 Bit RGB-Farbtiefe ermöglicht eine hohe Farbgenauigkeit. Die Vergrößerung reicht bis zu 150x.

Keyence VHX-700 F

Unsere Digitalmikroskope sind mit leistungsstarken Zoomobjektiven ausgestattet(20x - 200x) sowie mit hochauflösenden Zoomobjektiven (500x - 5.000x) ausgestattet. Zu den fortschrittlichen Funktionen gehören Tiefenkomposition, 3D-Darstellung und Bildgebung mit großem Tiefenfeld.

Netzsch TG 209 Blende

• Messung von Massenänderungen in Abhängigkeit von Temperatur oder Zeit
• Definierte und kontrollierte Umgebung (Atmosphäre, Durchflussmenge, Probentiegel, etc.)
• Sowohl für Feststoffe als auch für Flüssigkeiten

Analyse:

•Massenänderungen

•Temperaturstabilität

•Oxidations-/Reduktionsverhalten

•Füllstoffgehalt

•Gehalt an Feuchte und flüchtigen Bestandteilen

•Zersetzung (Dehydratisierung, Stabilität, Restlösungsmittel, Pyrolyse)

•Korrosionsuntersuchungen

•Analyse der Zusammensetzung von Mehrkomponentenmaterialien/-mischungen (Polymere,Weichmacher, Lösungsmittel, Additive)

•Thermokinetische Analyse

Anwendungen:

• Polymere
• Zusammensetzung des Gemischs
• Gehalt an Glasfasern
• Maximale Arbeitstemperatur
• Temperaturbeständigkeit
• Massenverluste bei der Polykondensation
• Reinheit der Materialien
• Massenveränderungen bei der Oxidation
• Keramik (Temperatur, bei der das Bindemittel der Keramik ausbrennt)

Thermogravimetrische Analyse – Technische Eckdaten:

Netzsch DSC 204 F1 Phoenix

• •Analyse von energetischen Effekten (z.B. Übergangstemperaturen, Enthalpieänderungen, etc.) bei der thermischen Behandlung
• •Unterschiedliche Messstandards je nach material-, produkt- und eigenschaftsorientierter Anwendung und Auswertung

Analyse:

• Glasübergangstemperatur (Tg)
• Schmelz-/Kristallisationstemperatur (Tm)
• Kristallinitätsgrad (Tg)
• Schmelz-/Kristallisationsenthalpien
• Vernetzungs-Temperaturen und –Enthalpien
• Oxidationsstabilität
• Zersetzungseffekte
• Thermokinetische Analyse
• Aushärtungsgrad
• Reinheitsbestimmung
• Peak-Trennung
• Festkörper-Übergänge
• Polymorphie
• Phasendiagramme

Differential-Scanning-Kalorimetrie – Technische Eckdaten:

Netzsch LFA 426 Nanoflash

• Charakterisierung von Standard- und Hochleistungsproben
• Definierte Atmosphären
• Berücksichtigung von radialen und flächigen Wärmeverlusten und endlichen Impulseffekten

Gemessene Daten:

• Temperaturleitfähigkeit (a, [mm2/s])
• Wärmeleitfähigkeit (λ, [W/m∙K]); falls die Dichte im Voraus bekannt ist
• Spezifische Wärme (cp, [J/gK] )
• Thermischer Übergang

Anwendungsbereich:

• Nanopartikel-verstärkte Matrizen
• Faserverstärkte Polymere, Metalle oder Keramiken
• Verbundwerkstoffe
• Wasserdispersionen

Vereinheitlichte Normen:

ASTM E1461, DIN EN 821, DIN 30905 und ISO 22007-4:2008

Thermische Diffusivität / Leitfähigkeit – Technische Eckdaten:

Die elektrische Leitfähigkeit ist eine der wichtigsten Eigenschaften, die zur Charakterisierung von Materialien verwendet werden. Sie variiert in mehr als 25 Größenordnungen. Auch die Größe und Form der Proben variiert in einem weiten Bereich. Daher erfordert die Analyse anspruchsvoller Proben ein hohes Maß an Fachwissen. Das Fraunhofer IPA hat in den letzten Jahren im Rahmen mehrerer Projekte diese Expertise aufgebaut und kann Ihnen verschiedene Methoden zur Bewertung und Charakterisierung Ihrer Proben anbieten.

Eine der gebräuchlichsten Messmethoden ist die kollineare Vier-Punkt-Methode. Dabei werden vier gleichmäßig verteilte Sonden in Kontakt mit dem Prüfmaterial gebracht. Die beiden äußeren Sonden werden zur Stromaufnahme verwendet, die beiden inneren zur Messung des resultierenden Spannungsabfalls über der Oberfläche der Probe. Vor allem bei Niederohmmessungen wird häufig eine Vierpunktsonden-Technik eingesetzt. Wir bieten unseren Kunden auch die folgenden Messmethoden an, die im Folgenden aufgeführt sind.

Gemessene Daten:

• Durchgangswiderstand
• Schichtwiderstand
• Widerstand/Leitfähigkeit
• Widerstand/Wegeleitfähigkeit
• Van-der-Pauw-Methode
• Vier-Sonden-Methode
• Vier-Punkt-Methode

Anwendungen:

• Schichtwiderstand
• Homogenitätsüberwachung
• Charakterisierung semikutiver Schichten

Agilent 34420 A

• Optimierte Leistung bei Widerstandsmessungen auf niedrigem Niveau
• Rauscharme Spannungsmessung
• Temperaturmessungen

Technische Eckdaten:

Keithley 2430 und Keithley 2000

• Hochstabile DC-Stromquelle
• Rauscharme Messungen

Technische Eckdaten:

Loresta MCP T610

• Genaue und einfache Messung des spezifischen Widerstands von leitfähigen Kunststoffen, dünnen Filmen, etc.
• Direkte Ablesung per Knopfdruck
• 18 Messbereichseinstellungen
• Berechnung von Korrekturkoeffizienten

Vötsch VCV 40605

• Einflussparameter: Feuchtigkeit und Temperatur
• Zusätzliche Möglichkeiten: kombinierte Leitfähigkeitsmessungen; Prüfung unter UV-Lichtquelle

Einsatzgebiet:

• Anstriche
• Lacke
• OLEDs
• OPV und andere atmosphärisch empfindliche Materialien

Technische Eckdaten:

-        Leistung für Temperaturtests

-        Leistung für Klimatests

RS-Simulatoren TS 130/70

• Programmsteuerung über CAN-Bus
• Zusätzliche Möglichkeiten: kombinierte Leitfähigkeitsmessungen

Technische Eckdaten:

-        Leistung für Temperaturprüfung

PG Instrumente T80+

• Optische Analyse (Farbe und allgemeines Aussehen)
• Bestimmung der Frequenzen des maximalen Abbaus von Additiven, Bindemitteln und Pigmenten im UV- und Vis-Bereich
• Verwendet für die Entwicklung von Beschichtungen, Pigmenten, Filtern, Dispersionen, etc.

Gemessene Daten:

• Reflexion
• Absorption
• Transmission

Anwendungen und Merkmale:

• Photometrische Messungen
• Spektrumsabtastungen
• Kinetische Messungen
• Quantitative Bestimmung
• 3D-Spektrum-Analyse
• GLP-Laborprotokoll

Technische Eckdaten:

Thermo Scientific Haake Mars III

• Werkstoffverhalten unter einer Reihe von Verarbeitungsbedingungen
• Korrelation zu grundlegenden strukturellen Eigenschaften durch thixotrope Parameter wie Oberflächenglättung, strukturelle Regeneration und Durchbiegungsverhalten
• Messmodi: Kontrollierte Rate (CR), Kontrollierte Spannung (CS) und Kontrollierte Verformung (CD)

Gemessene Daten:

• Viskoelastische/dynamische Moduli
• Viskoelastische Eigenschaften (als Funktion von Scherspannung/Schergeschwindigkeit, Zeit, Frequenz, Temperatur)

Anwendungen und Merkmale:

• Auswirkungen der Partikelgrößenverteilung
• Auswirkungen von Zusatzstoffen und Viskositätsmodifikatoren
• Polymere (Lösungen, Schmelzen, halbfeste Stoffe)
• Dispersionen (Stabilität unter hohen Scherbedingungen)

Technische Eckdaten:

Umfang:

Die technische Simulation erleichtert die Analyse komplexer technischer Probleme wie Strukturmechanik, Strömungsmechanik, Elektromagnetik und thermische Prozesse. Die Abteilung für Funktionswerkstoffe nutzt CAE (computer aided engineering), um die Robustheit und Leistungsfähigkeit von Werkstoffen, Bauteilen und Baugruppen zu analysieren und zu optimieren, bevor sie in marktreife Anwendungen überführt werden. Dadurch wird der Test- und Charakterisierungsaufwand minimiert und die Kosten für Forschungs- und Entwicklungsprojekte können gesenkt werden.

Ressourcen:

• Als CAE-System wird am Fraunhofer IPA hauptsächlich die Simulationsumgebung ANSYS Multiphysics eingesetzt.
• Für die 3D-Modellierung steht mit SolidWorks ein Industriestandard mit allen notwendigen Schnittstellenprodukten für den Modelltransfer und das Rapid Prototyping zur Verfügung.

Umfang:

Die Mehrskalensimulation dient der Lösung physikalischer Probleme, die wichtige Merkmale auf mehreren Skalen, insbesondere mehreren räumlichen und zeitlichen Skalen, aufweisen. Sie ermöglicht die Vorhersage von Materialeigenschaften oder des Systemverhaltens auf der Grundlage der Kenntnis der atomistischen Struktur des Materials oder des Verbundstoffs unter Einbeziehung der Eigenschaften von Elementarprozessen. Kleine (mikroskalige) Modelle berechnen Materialeigenschaften oder Beziehungen zwischen Eigenschaften und Parametern, z. B. Streckgrenze in Abhängigkeit von der Temperatur, die anschließend als Eingangsparameter in makroskalige Kontinuums-/FE-Modelle verwendet werden.

Moderne Materialsimulationswerkzeuge verfügen über Methoden zur Beschreibung der Mikrostruktur des Verbundwerkstoffs sowie der Materialeigenschaften seiner Bestandteile, um ein FE-Modell des repräsentativen Volumenelements (RVE) der Mikrostruktur des Nano-Verbundwerkstoffs zu erstellen. Das generierte Modell wird in eine CAE-Software übertragen, um das Berechnungsmodell für alle zu analysierenden Randbedingungen zu lösen. Die Variation von Prozessparametern, Substrattypen und Vorläufern kann leicht in den Simulationsprozess integriert werden, um optimierte Konfigurationen der Mikrostruktur in Bezug auf ihre relevanten Materialeigenschaften (Dämpfung, Wärmeleitfähigkeit, dynamische Steifigkeit, Elastizität usw.) zu finden.

Ressourcen:

• Die von e-Xstream entwickelte Software-Tool-Familie Digimat-FE wird hauptsächlich für die Simulation von Verbundwerkstoffen und die Analyse von Multimaterialeigenschaften wie mechanische, elektrische, thermische und tribologische Leistungsmerkmale eingesetzt.

Portfolio:

• Einfluss von mikro- und nanostrukturierten Füllstoffen in Matrixverbundwerkstoffen
• Modellierung von piezo- und elektrostriktiven Materialien und Verbundwerkstoffen
• Integrierte rechnergestützte Werkstofftechnik (ICME)
• Ein Ansatz für die Entwicklung von Produkten, den Werkstoffen, aus denen sie bestehen, und den zugehörigen Materialverarbeitungsmethoden durch die Verknüpfung von Materialmodellen auf mehreren Längenskalen

Umfang:

Ein wesentlicher Teil unserer Expertise am Fraunhofer IPA besteht in der Systemintegration. Für elektronische Komponenten werden hochspezialisierte Softwarewerkzeuge für den Entwurf elektronischer Systeme wie Leiterplatten und integrierte Schaltungen eingesetzt. Kundenspezifische Sonderbauformen werden mit einer Vielzahl von unterstützenden Werkzeugen und automatisierten Entwurfsmethoden entwickelt, optimiert und prototypisch umgesetzt. Durch den Einsatz dieser Werkzeuge sind wir in der Lage, schnell auf jede Änderung der Kundenanforderungen zu reagieren. Für die Integration und das Testen der endgültigen Anwendung arbeiten wir eng mit Unternehmen zusammen, die auf die schnelle Herstellung von Prototyp-PCBs spezialisiert sind.

Ressourcen:

• Altium Designer
• FEMM elektronischer Modellierer

Portfolio:

• Natives 3D PCB Design von kundenspezifischen elektronischen Plattformen
• Kostenabschätzung von Prototyp- und Massenfertigungsprozessen
• Virtuelle Visualisierung des endgültigen PCB-Produkts und einfache Integration von Änderungen an der Verdrahtung und dem Austausch von Komponenten