Infrastruktur und Ausstattung

Druck- und Beschichtungsanlagen, modulare Anlagen und Methoden der Mikrosystemtechnik

© Fraunhofer IBMT, Bernd Müller.
Elektrodendruck im Rolle-zu-Rolle-Verfahren
© Fraunhofer IBMT.
Mikrokontaktdruck

Die Pilotlinie des Fraunhofer ZSI umfasst modernste Druck- und Beschichtungsanlagen für die Verarbeitung einer Vielzahl unterschiedlicher Substrate, darunter flexible Folien, polymere Werkstoffe, Glas, Keramiken sowie Biokomposite.

Die modular ausgelegten Anlagen erlauben sowohl die Umsetzung klassischer Druckverfahren wie Flachbett-Siebdruck sowie Rolle-zu-Rolle-Prozesse, beispielsweise rotativer Sieb- und Flexodruck, als auch digitaler und additiver Fertigungsmethoden, darunter Inkjet-Druck, Microcontact Printing und verschiedene 3D-Druck-Verfahren: Extrusions-Biodruck, FDM (Fused Deposition Modeling) sowie MSLA (Masked Stereolithography Apparatus) für Biotinten und technische Tinten.

Darüber hinaus lassen sich Methoden der Mikrosystemtechnik, wie Lithografie, Plasmabeschichtung und Ätzprozesse in die Prozesskette integrieren.

Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der Entwicklung von Sheet-to-Sheet-Prozessen, die gezielt so ausgelegt sind, dass sie sich später auf Rolle-zu-Rolle-Prozesse übertragen lassen, um eine effiziente Produktion sehr hoher Stückzahlen im industriellen Maßstab zu ermöglichen.

Durch Nachbearbeitung wie Stanzen/Schneiden, Laminieren, sowie Bestücken mit Elektronikkomponenten können komplexe Produkte mit hoher Präzision und Reproduzierbarkeit gefertigt werden.

Nachbearbeitung und Qualitätskontrolle

Der Innovationsprozess profitiert vom breiten materialspezifischen Know-how (z. B. Polymer-, Hydrogel-, Nanokomposit- und Biotinten-Formulierungen) sowie von umfassenden Möglichkeiten zur rheologischen, chemischen, mechanischen, optischen und elektrischen Charakterisierung aller eingesetzten Materialien und Komponenten. Dazu stehen verschiedenste Methoden und Geräte für die Prozessentwicklung und Qualitätskontrolle zur Verfügung:

  • Rasterelektronenmikroskopie
  • akustische Mikroskop-Systeme
  • optische Durchlicht- und Auflichtmikroskope, Fluoreszenzmikroskope
  • Konfokalmikroskopie
  • 2PP-Mikroskopie
  • Spektralphotometer für Absorptions-, Fluoreszenz- und Lumineszenz-Messungen in Mikrotiterplatten
  • konfokale Ramanmikroskopie
  • Raman-Mikrospekrometrie, UV/Vis/NIR-Spektrometer, Fluoreszenzspektrometer, Massenspektrometer
  • optische und mechanische Oberflächenprofilometer
  • Rheometer für Viskositätsmessungen
  • Nano-Indenter zur Untersuchung von mechanischen Materialeigenschaften, (z. B. Young’s Modulus von aufgedruckten Hydrogelen)
  • Zugprüfgerät
  • LIN-Testaufbau für Stresstests bei tiefkalten Temperaturen

Ergänzt werden die technischen Analysemethoden durch die direkte Anbindung an die biotechnologische Infrastruktur des Fraunhofer IBMT. Hierdurch sind z. B. Biokompatibilitätstest mit den hergestellten Druckprodukten unmittelbar möglich. Zudem erlaubt der modulare Aufbau der Pilotline die flexible Integration neuer Prozessschritte, z. B. für die Funktionalisierung von Oberflächen oder die gezielte Integration von Elementen mit Strukturen im Mikrometer- oder gar Sub-Mikrometer-Bereich.

Kompetenzfelder und Anwendungen

Prototyping bis Pilotproduktion

Kooperation und Vernetzung