Entwicklung von einem kombinierten optischen Messsystem für die Prozessüberwachung und -regelung bei der Laserbearbeitung von mehrschichtigen Systemen

158 EN

Forschungsstelle 1:

Fraunhofer-Gesellschaft e.V.

Fraunhofer-Institut für Produktions-technologie IPT
Projektleiter 1: Dipl.-Phys. Niels König
Laufzeit: 01.05.2016 - 30.04.2018

Ziel des ADOPT-Projekts ist die Entwicklung eines Mikrobearbeitungsprozesses mit einem echtzeitgeregelten Ultrakurzpulslaser zur Strukturierung von mehrschichtigen Oberflächen. Die Messtechnikentwicklung stützt sich auf die Implementierung eines innovativen optischen Inline-Prozessüberwachungssystems, das zwei Messprinzipien kombiniert: kurzkohärente Interferometrie und Plasma-Analyse. Im Projekt ist eine Optimierung einer bestehenden Quelle zur Erzeugung von Laser- und Messstrahl geplant. Die Quellenparameter werden dabei mit hoher Geschwindigkeit angepasst, um eine Echtzeit-Prozesssteuerung zu ermöglichen. Abschließend werden beide Geräte integriert und ein adaptiver Prozess implementiert und validiert.
Erwartete Projektergebnisse:

  • Adaptive Laser-Mikrobearbeitungsverfahren
  • Inline-Tiefenmessung ermöglicht eine direkte Erfassung der aktuellen Ablationstiefe und des aktuellen Stands der Schichtentfernung
  • Inline-Plasmacharakterisierung ermöglicht eine direkte Erfassung des abgetragen Materials und der Schichtveränderungen
  • Erkennung von Prozessabweichungen und Steuerung basierend auf der Inline-Laserparameteranpassung
  • Automatische Prozessinitialisierung
  • Qualitative und quantitative Analyse des Prozesses
  • Automatische Prozessparameter-Initialisierung unabhängig von Experten oder Material
  • Maschinelle integrierte Qualitätssicherung und Prozessstabilität

Der ADOPT Ansatz ermöglicht KMU, ihre Produktionseffizienz und Stabilität zu steigern und dem Ziel „Null-Fehler Fertigung“ näher zu kommen. Diese Ergebnisse werden die Wettbewerbsfähigkeit der Endnutzer und der Maschinenhersteller stärken.

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BMWi-Logo Das IGF-Vorhaben Nr. 158 EN der Forschungsvereinigung DECHEMA, Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie e.V., Theodor-Heuss-Allee 25, 60486 Frankfurt am Main wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.
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