PROJEKTVORHABEN

 

Die folgenden Projektvorhaben der F.O.M. befinden sich in der Begutachtung.

ULTRAHARD

Internationales Projekt: Ultrahard optical diamond coatings

Transparente Beschichtungen zum Kratzschutz bestimmen oft die Einsetzbarkeit und die Lebensdauer optischer Bauteile. Sie werden in vielen Branchen mit Antireflex- (AR-) oder hochreflektierenden (HR-) Schichten kombiniert. Heutige Lösungen sind jedoch stark anfällig für Verschleiß, optische Eintrübungen durch Abrieb oder haben eine niedrige laserinduzierte Zerstörschwelle. Projektziel ist die Entwicklung ultraresistenter AR- und HR-Oberflächen mithilfe transparenter nanokristalliner Diamantschichten. Dazu sollen Substratreinigung und -bekeimung angepasst und mehrere Beschichtungsverfahren untersucht und optimiert werden.

Beteiligte Forschungseinrichtungen:

  • Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST Braunschweig (D)
  • Hasselt University, Faculty of Sciences, Hasselt (B)
  • Czech Academy of Sciences, Institute of Physics, Prague (CZ)

Projektsteckbrief

AnchorTex

Entwicklung neuartiger, schweißbarer Metall-Keramik-Werkstoff-verbundlösungen durch textile Ankerstrukturen

Eine stoffschlüssige Verbindung von Metallen und Keramik ist aufgrund unterschiedlicher chemischer Bindung und stark unterschiedlicher Schmelzpunkte und thermischer Ausdehnungskoeffizienten über drucklose Co-Sinterung schwierig zu realisieren. Ziel des Vorhabens ist es, neuartige Keramik-Metall-Verbundbauteile zu ermöglichen, deren Fügepartner sich mechanisch belastbar miteinander kombinieren lassen. Die Verbundbildung soll über metallische textile Ankerstrukturen bewerkstelligt werden, die in der keramischen Komponente eingebettet und anschließend mit einer weiteren metallischen Phase durchdrungen werden. Auf Basis der Projektergebnisse sollen Demonstratorbauteile aus dem Technologiefeld Medizintechnik z. B. Isoliereinsätze für ein Resektoskop bzw. ein Videoskop entwickelt werden.

Beteiligte Forschungseinrichtung

  • Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS, Dresden
  • Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM, Dresden
  • Sächsisches Textilforschungsinstitut 

Projektsteckbrief

RAeMon

Fortgeschrittene kontinuierliche Aerosolmessung mittels Raman-Spektroskopie

Die Kombination von Raman-Spektroskopie (RS) und Aerosolmesstechnik ermöglicht kontinuierliche quantitative und qualitative Messungen von festen oder flüssigen Schwebeteilchen in Gasen. Sie kann jedoch bisher nicht von der Industrie evaluiert oder genutzt werden, da keine Anwendungs-spezifischen Messgeräte existieren. Ziel ist die Erschließung der RS für die Aerosolmessung in der Industrie, durch Servicedienstleister und im Umweltmonitoring. Dazu sollen Lösungen für ein kontinuierliches Sampling, flächenoptimierte Streulichtsammlung, Messprozesssteuerung und Datenauswertung erarbeitet und abgestimmt werden.

Beteiligte Forschungseinrichtung

  • Laseranwendungstechnik, Ruhr-Universität Bochum

Projektsteckbrief

OptiZent

Zentrierbearbeitung miniaturisierter optischer Komponenten mit Hartmetall-Werkzeugen und Kurzpulslasern

Bei der Montage miniaturisierter optischer Systeme erfordern optische und mechanische Anforderungen eine präzise Platzierung von Linsen und anderen optischen Komponenten, was bisher nur zeit- und kostenaufwändig zu gewährleisten ist. Projektziel ist die einfache und mit Hilfe passiver Justage genaue Fixierung von Komponenten in komplexen, miniaturisierten Baugruppen. Mit Hartmetallwerkzeugen oder berührungsfrei mit Kurzpulslasern sollen in schwer spanbaren metallischen oder glasbasierten Werkstoffen Fassungsmaterialien bearbeitet oder die Fassungsgeometrie direkt in der optischen Komponente erzeugt werden. 

Beteiligte Forschungseinrichtungen

  • Fraunhofer-Institut f. Angewandte Optik und Feinmechanik IOF, Jena 
  • FSU Jena, Institut f. Angewandte Physik

Projektsteckbrief

KliCk

Entwicklung eines biokompatiblen Klebstoffes zum Kleben von Knochen

Bei der Repositionierung von Knochenfragmenten sind Implantate oft nur unzureichend an individuelle Frakturen anpassbar, erfordern oft die problematische Fixierung kleiner Fragmente und sind oft nach der Heilung operativ zu entfernen. KliCk‘s Ziel ist die Entwicklung und Testung eines Klebstoffs, der Fragmente belastbar fixiert und sich in die Knochenstruktur integriert oder abbaut. Bioresorbierbare Klebstoffe und Zusatzstoffe werden analysiert und kombiniert, um Stabilisierungs- und Heilungseigenschaften zu optimieren. Eine Optimierung der Knochenvorbehandlung soll die Haftung unter realen Bedingungen verbessern. 

Beteiligte Forschungseinrichtungen

  • Universitätsmedizin Göttingen
  • Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM, Bremen

Projektsteckbrief

flexUV

Flexibler UV-Sensor zum Inline-Test von UV-Härtereinrichtungen

Bei Verpackungen, Consumer Elektronik oder Automobillacken sorgen UV-gehär-tete Lacke durch ihre Chemikalien- und Kratzunempfindlichkeit für Langlebigkeit und Wertstabilität. Durch Alterung oder Defekte der zur Härtung eingesetzten UV-Lampen kann es zu Produktionsausfällen oder fehlerhaften Chargen kommen. Durch vorzeitige Wechsel der Quellen entstehen jedoch zusätzliche Kosten. Ziel des Projekts ist die online-Erfassung des Verschleißzustands der UV-Quelle zur Festlegung des optimalen Wechselzeitpunkts. Hierzu wird ein flexibler, kabelloser und sehr flacher, autarker Sensor zur spektral aufgelösten Diagnose entwickelt.

Beteiligte Forschungseinrichtungen

  • Fraunhofer-Institut für Nachrichtentechnik, Heinrich-Hertz-Institut, HHI, Goslar
  • Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM, Bremen

Projektsteckbrief

GALA

Goldbeschichtung mit Atmosphärendruckplasma zum Laserfügen

Optische Bauteile sind oft kraftschlüssig und hermetisch in Trägerstrukturen zu fixieren. Die Stabilität von Polymerklebstoffen leidet jedoch z. B. bei regelmäßiger Einwirkung von Heißdampf bei der Sterilisation, UV-Bestrahlung oder mechanischen Spannungen. Alternativ existieren aufwendige Lötverfahren, die eine nass-chemische Vorreinigung und eine anschließende Fügeflächenbeschichtung im Vakuum oder eine umwelttechnisch problematische Galvanisierung erfordern. Projektziel ist ein inline-fähiges System zum Laserlöten und -bonden. Dabei soll ein Plasmajet zur ortsselektiven Metallisierung der Fügeflächen eingesetzt werden.

Beteiligte Forschungseinrichtungen

  • Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST, Braunschweig
  • Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT, Aachen

Projektsteckbrief

LABOR

Laser Bonding mit simultaner OCT in-line Kontrolle

Die Risikominimierung einer wirtschaftlichen Automatisierung der Produktion komplexer Elektronikprodukte erfordert die (Weiter-)Entwicklung von Schlüsselprozessen für zukunftsfähige Produktionslösungen. Der Fokus liegt hierbei auf einer wirtschaftlich ausgerichteten Herstellautomation für individualisierte Produkte. Das Ziel von LABOR ist ein hochindividualisierbares laserbasiertes Verfahren zum eutektischen Bonden inklusive umfassender Prozess- und Qualitätskontrolle, mit dem auch Mittel- und Kleinserien zeit- und kosteneffizient produziert werden können. Dies soll mittels schneller hochauflösender OCT erreicht werden.

Beteiligte Forschungseinrichtungen

  • Laser Zentrum Hannover e. V., Hannover
  • Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF, Jena

Projektsteckbrief

NewBeat

Neuro-muskuläre Signaturen zur Entwicklung individualisierter Beatmungstherapie

Während maschineller Beatmung mit Spontanatmung können Patienten-Ventilator Asynchronien zu hohen Atemzugvolumina und Scherkräften an der Lunge führen. Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines Elektroencephalo- und Elektromyographie-basierenden Algorithmus zur Vermeidung von Patienten-Ventilator Asynchronie. Durch Korrelation respiratorischer, encephalo- und myographischer Daten wird die Grundlage für zukünftige neuronale „Patienten-Ventilator Interfaces“ geschaffen, die eine adaptive und personalisierte Beatmungstherapie ermöglichen.

Beteiligte Forschungseinrichtungen

  • Charité-Universitätsmedizin Berlin, Klinik für Anästhesiologie CVK und CCM
  • Technische Universität Berlin, Institut für Softwaretechnik und Theoretische Informatik

Projektsteckbrief

OSIRIS

Optimierte Schichtmaterialien für IR-, VIS- und UV-Anwendungen

Die Leistungsfähigkeit optischer Schichtmaterialien hängt von Parametern wie Absorption und mechanischer Spannung ab. Sie ist merklich anfällig gegenüber Änderungen in der atomaren Struktur oder der elementaren Zusammensetzung durch Eindringen extrinsischer Stoffe (z. B. Wasser) in das Schichtgefüge. Das Projektziel besteht in der Optimierung optischer Schichten hinsichtlich des Einflusses von Wassereinbau auf Absorptionsvermögen und Schichtspannung. Dazu sollen experimentelle Analyse und parallele Computersimulationen kombiniert werden.

Beteiligte Forschungseinrichtungen

  • Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF, Jena
  • Technische Universität Chemnitz, Institut für Physik

Projektsteckbrief

MitoSkopie-MEtabox

Multimodale Erweiterung und Standardisierung zur verlässlichen Messung aktivitätsabhängiger Änderungen in komplexen Systemen

Bei altersassoziierten Erkrankungen, wie Demenzen, spielen Änderungen im zellulären Energiestoffwechsel des Nervengewebes eine wesentliche Rolle. Derzeit lässt sich der metabolische Austausch von Zellen unterschiedlichsten Energiebedarfs und -verbrauchs nicht räumlich auf Einzelzellebene darstellen. Projektziel ist die Etablierung einer standardisierten, benutzerfreundlichen Technologieplattform zur Aufklärung krankhafter Stoffwechseländerungen. Dazu sollen optische Verfahren erweitert und mit dedizierter Hard- und Software kombiniert werden.

Beteiligte Forschungseinrichtungen

  • Universität Ulm, Core Facility für konfokale und Multiphotonen Mikroskopie
  • Universität Ulm, Universitätsklinikum Ulm, Klinik für Neurologie
  • Leibniz-Institut für Alternsforschung FLI Jena

Projektsteckbrief

Ink-Eye

3D-Polymerdruck von Brillengläsern

Die hohen Anforderungen an zu realisierende Transparenz und Formtreue verhindern bisher den Einsatz additiver Fertigung für optische Komponenten. Projektziel ist, am Beispiel von Brillengläsern Polymere mit den benötigten Formtreuen (< 5 µm) und Rauheiten (< 5 nm) sowie hoher Kratzfestigkeit zu drucken. Dazu wird ein innovativer Fertigungsansatz untersucht, der auf dem schichtweisen Inkjetdruck und UV-Aushärten zweier unterschiedlicher optischer Polymere beruht. Während mit einem acrylatbasierten Polymer das Bulkvolumen gedruckt wird, erzielt im Randbereich das Hybridpolymer ORMOCER exzellente Eigenschaften.

Beteiligte Forschungseinrichtungen

  • Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF, Jena
  • Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC, Würzburg
  • Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymer-forschung IAP, Potsdam

Projektsteckbrief

InfektResonator

Mikroresonatoren für die point-of-care Diagnostik pathogener Keime

Bei stationären Behandlungen kommt es durch ungezielten und übermäßigen Einsatz von Antibiotika immer häufiger zu oft tödlichen Infektionen durch (multi-) resistente Erreger. Um diese Entwicklung aufzuhalten und die Chancen auf Therapieerfolg zu erhöhen, ist es nötig, schneller belastbare diagnostische Daten zu den Erregern zu erhalten. Projektziel ist die Entwicklung eines schnellen, sensitiven Analysesystems. Dieses soll auf der Biofunktionalisierung von Mikroresonatorpartikeln für die spezifische Adsorption von Erkennungsmolekülen basieren.

Beteiligte Forschungseinrichtung

  • Hochschule Furtwangen, Institute of Precision Medicine IPM

Projektsteckbrief

LightTraum

Entwicklung der LightPLAS-Schichtchemie zur Adhäsionsreduzierung von humanen Zellen auf Traumaimplantaten

Bei der Versorgung von Knochenfrakturen verbleiben Implantate oft nur temporär im Körper. Ihre Entnahme wird jedoch aufgrund des Bewuchses durch z. B. Knochenzellen erschwert. Eine starke Zelladhäsion ist Ursache hoher OP-Risiken und Versorgungskosten. Die effektive Reduktion der Zellhaftung durch LightPLAS-Beschichtung des Implantats wurde demonstriert. Projektziel ist, verbleibende Nutzungshürden durch Erhöhung der Prozesssicherheit abzubauen. Dazu wird die Effektivität bei weiteren Zelltypen und Implantatmaterialien untersucht, die statistische Evaluierung erweitert und eine konkrete Prozesstechnik erarbeitet.

Beteiligte Forschungseinrichtung

  • Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM, Bremen

Deckungsgrad der Administrationskosten

  • Administrationskostendeckung bereits durch Zusagen für freiwillige Förderbeiträge der Industrie vollständig gesichert

Projektsteckbrief

CERS-Pro

Cavity-Enhanced Raman-Spektroskopie für Prozessanalytik

Die Raman-Spektroskopie etabliert sich für viele Anwendungen als robuste und schnelle Analysetechnik, doch können viele Raman-aktive Substanzen bei niedrigen Stoffmengen, speziell bei Gasen, wegen der inhärent geringen Quantenausbeute nicht detektiert werden. Projektziel ist, die Eignung eines Cavity-Enhanced Raman Spektroskopie-Ansatzes (CERS) zur Steigerung der Nachweisstärke in der Prozesanalytik zu erforschen. Dazu wird eine feldtaugliche CERS-Technik für die Gasanalytik und Methoden zur automatisierten Substanzerkennung entwickelt sowie eine Kopplung an gaschromatographische Trennverfahren untersucht.

Beteiligte Forschungseinrichtung

  • Laser-Laboratorium Göttingen e. V.

Projektsteckbrief

Kontakt

F.O.M.

Werderscher Markt 15
D-10117 Berlin

Fon: +49 (0)30 414021-39
E-Mail: info@forschung-fom.de

News

09.11.2018

Trends beschleunigen durch themenoffene Transferprojekte

F.O.M.-Konferenz 2018 - Plattform für Technologietransfer und Austausch zu Innovationsideen

08.11.2018

Medizintechnik-Projekt des FAM-Mitglieds DECHEMA ausgezeichnet

Unter den Finalisten auch IGF-Projekt Opti-Bond der F.O.M.

05.11.2018

Ultrahard optical diamond coatings

Neues internationales Projekt zur Entwicklung ultraresistenter Oberflächen

Zusendungen der F.O.M.

Kooperationspartner