Completed projects

AiF-Nr. 20431 N | EFDS-Nr. IGF-16/13

project period: 01.09.2019 – 31.08.2022

research institution
Institut für Oberflächentechnik IOT der RWTH Aachen

abstract

Eine energieeffiziente Mobilität ist notwendig, um in Zukunft Einschränkungen bezüglich der Mobilität zu vermeiden und die Umwelt zu schonen. Die Steigerung der Effizienz von Kraftfahrzeugantriebssträngen ist dabei von großer Bedeutung. Der Wirkungsgrad eines Antriebsstrangs wird maßgeblich durch die Reibung in tribologischen Kontakten beeinflusst. Der zurzeit wichtigste Ansatz zur Reibungsreduktion im Antriebsstrang ist der Einsatz von Schmierstoffen, welcher jedoch in Abhängigkeit der Art sowie der physikalischen und chemischen Eigenschaften des Schmierstoffs technische, wirtschaftliche und ökologische Nachteile birgt. Im Bereich der Elektromobilität werden vermehrt wasserbasierte Schmierstoffe eingesetzt, um über die niedrige Viskosität der Schmierstoffe Reibung zu reduzieren. Eine Erweiterung des Ansatzes bezüglich einer ganzheitlichen Reibungsreduktion ist der Verzicht auf konventionelle Schmiermedien im Antriebstrang, da die innere Reibung im Schmierstoff sowie Plansch- und Walkarbeiten eliminiert werden können. Der Trockenlauf stellt somit ein vielversprechendes Konzept zur Effizienzsteigerung von Antriebssträngen dar. Dessen Umsetzung bedarf jedoch einer Anpassung der Oberflächeneigenschaften im tribologischen Kontakt infolge des veränderten Beanspruchungskollektivs. Deshalb werden im beantragten Projekt nitridische Hartstoffschichten auf Cr-Basis mit selbstschmierenden Eigenschaften zur Reibungs- und Verschleißreduktion im Trockenlauf von Antriebsstrangkomponenten, wie z.B. Gelenken entwickelt. Die nitridische Hartstoffmatrix (Cr,Al)N wird dazu mit Mo oder W und S dotiert. Dies ermöglicht die Bildung der Festschmierstoffe Molybdän- bzw. Wolframdisulfid im tribologischen Kontakt und somit die Reibungs- und Verschleißreduktion im Trockenlauf. Die Herstellung der Schichten erfolgt mittels des industriell relevanten Verfahrens der Lichtbogenverdampfung, welches im Rahmen des Projektes hinsichtlich gepulster Leistungsversorgungen weiterentwickelt wird.

AiF-Nr. 20963 BG | EFDS-Nr. IGF-18/05

project period: 01.01.2020 – 30.06.2022

Research institutions
Optotransmitter-Umweltschutz-Technologie e.V. (OUT)
Otto-von-Guericke-Universität

abstract

The aim of the project is to develop reactive sputter deposition processes for the production of nitride semiconductor layers for optoelectronics and power electronics as well as for solar energy systems. Although basic processes are available, they have not yet been sufficiently studied for commercial exploitation. Thus, deposition rates are still low and plasma-induced damage to the film is not understood. Studies on the doping of the layers as well as the controlled deposition of ternary layers are essential for the construction of devices.
To achieve a better understanding of these processes and thus better control, the effects of plasma generation on particle energies must be studied. For this purpose, investigations of the plasma and the coating process by means of plasma and coating diagnostics are planned in order to shed comprehensive light on the relationships between particle energy, both to favor coating growth and coating damage by high-energy particles. The dosage of the energy input via pulsed plasmas in combination with a high plasma density could be of fundamental importance here. The very short pulse durations (< 500 μs) in HIPIMS result in high ionization of the process gas and thus increased ion support. This could be the key to catching up to growth rates comparable to common GaN-based fabrication processes such as metal organic vapor phase deposition (MOVPE) (about 2 μm/h). For SMEs, reactive sputtering of nitride semiconductors is a cost-effective alternative to MOVPE because it has lower initial and ongoing costs. The sputtering technology to be developed for nitride semiconductors can provide the material basis for innovative products, especially for the development of new business areas in the fields of power electronics as well as hydrogen and fuel cell technology.

AiF-Nr. 21197 BR | EFDS-Nr. IGF-17/19

Laufzeit: 01.06.2020 – 31.05.2022

Research institutions:

  • Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS, Dresden Klotzsche
  • Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf e.V.
  • Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS

abstract:

For defect testing on curved geometries with flexible sensors, so-called multi-channel flexible coil systems based on non-destructive eddy current testing are currently used. For technological reasons, these coil-based systems only work at higher test frequencies and therefore at low penetration depths. The industry’s demand for flexible eddy current arrays for sensitive applications with high penetration depths of 1.5mm to 10mm can therefore not be met at present. However, this is becoming increasingly important, particularly with regard to free-form components produced by means of additive manufacturing, as well as through the increased use of geometrically complex fibre composites.
With conventional systems, the magnetic field sensitivity is reduced when the measuring frequency is reduced, as is the lateral resolution. GMR sensors as receiver systems, on the other hand, have the advantage of a frequency-independent magnetic field sensitivity and therefore offer the option of achieving a higher diagnostic depth with a consistently high spatial resolution. In addition, GMRs are predestined as array sensors due to their smaller dimensions and high manufacturing reproducibility. The approach taken in this project also enables the construction of flexible GMR sensors for use on components with complex geometry.
The overall aim of the project is to develop an innovative flexible eddy current GMR sensor array with improved sensitivity, greater diagnostic penetration depth up to 10 mm at a spatial resolution 0.5 mm to enable mapping of electrically conductive components with complex shapes.
The resulting access to innovative testing methods and their manufacturing technologies gives SMEs important advantages in establishing their own products. Es profitieren somit Hersteller der Prüfsysteme als auch Prüfdienstleister, welche ihre Produktportfolios mit innovManufacturers of testing systems as well as testing service providers who expand their product portfolios with innovative solutions will benefit.ativen Lösungen erweitern.

AiF-Nr. 20706 N | EFDS-Nr. IGF-17/08

project period: 01.07.2019 – 30.06.2022

research institutions
TU Darmstadt – Institut für Werkstoffkunde

abstract
Bei gleichzeitig korrosiv und tribologisch beanspruchten Bauteilen sind nach wie vor Hartchromschichten die erste Wahl. Die seit 2017 existierenden Restriktionen beim Gebrauch Chrom(VI)-säurehaltiger Elektrolyte infolge der REACHVerordnung sowie immer strengere Umweltauflagen erzwingen in vielen Bereichen die Identifikation alternativer Oberflächenschutzsysteme.
Daher besteht ein hohes wirtschaftliches Interesse an der Entwicklung von PVD-Hartstoffschichten, die neben ihren überlegenen tribologischen Eigenschaften auch einen Korrosionsschutz für un- und niedriglegierte Vergütungsstähle bewirken. Bisher sind aber keine industriellen PVD-Schichten verfügbar, die diese Anforderungen erfüllen. Mit den Ergebnissen des Vorgängerprojekts IGF 19124N liegt erstmals eine Ausgangsbasis für wettbewerbsfähige PVDSchichtsysteme vor.
Hauptziel des beantragten Forschungsprojekts ist die Leistungsoptimierung TiMgSEN-basierter PVD-Schichten zur Verbesserung des Korrosions- und Verschleißschutzes un- und niedriglegierter Stähle mit anwendungsspezifisch
individualisierten Anforderungsprofilen.
Die im Projekt angestrebten Ergebnisse bergen folgendes Innovationspotenzial:
-Erschließung neuer industrieller Anwendungsfelder, bei denen PVD-Beschichtungen aufgrund des bisher eingeschränkten Korrosionsschutzvermögens noch nicht zum Einsatz kamen.
-Identifikation von Grenzwerten und Parameterfenstern zur Sicherstellung eines reproduzierbaren Beschichtungsergebnisses.
-Verbesserung des Umwelt- und Gesundheitsschutzes durch Verzicht auf Chemikalien, insbesondere der kanzerogenen sechswertigen Chromsäureelektrolyte zur Herstellung von Hartchromschichten
-Wirtschaftliche Vorteile, da gegenüber den heute verfügbaren PVD-Schichtsystemen eine höhere Wertschöpfung bei ähnlichen Beschichtungskosten zu erzielen ist.
-Sicherstellung reproduzierbarer Beschichtungsergebnisse und die Gewährleistung des Korrosions- und Verschleißschutzes mittels anwendungsspezifisch individualisierter Schichten.

Publications
Corrosion and wear protection of mild steel substrates by innovative PVD coatings“, Surface & Coatings Technology
https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2020.125659

AiF-Nr. 20662 BR | EFDS-Nr. IGF-17/05N

project period: 01.06.2019 – 31.05.2022

research institution
Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS

abstract

1 Forschungsziel
• Entwicklung Beschichtungsprozess zur gezielten, variierbaren Einstellung der Kantenschärfe (Kantenradius) an Werkstücken ausschließlich durch aufwachsende Beschichtung
• Weiterentw. Modellvorstellungen für Schichtwachstum an Kanten
• Evaluierung Haltbarkeit hergestellter Kanten in Modellversuch sowie deren Qualifizierung für anwendungsspezifische mechanische Beanspruchung
• Erstellung und Test von Demonstratoren für verschiedene Zielanwendungen sowie Abschätzung der künftigen, industriellen Umsetzbarkeit
2 Lösungsweg
In Vorarbeiten konnte nachgewiesen werden, dass durch eine gezielte Prozessführung während der Beschichtung (Prozessgasdruck, Verdampferstrom, elektrische Substratvorspannung, Magnetfelder) im Zusammenspiel mit einem angepassten Schichtsystem, die Erzeugung von im Vergleich zum Ausgangszustand verringerten Kantenradien möglich ist. Es sollen die dabei gefundenen Abhängigkeiten und Modellvorstellungen genutzt u. weiterentwickelt werden, um zu einer gezielten Einstellung des Kantenradius zu gelangen.
3 angestrebte Ergebnisse
Ergebnis ist ein Beschichtungsprozess, der eine gezielte Einstellung des Kantenradius beschichteter Substrate ausschließlich durch die aufwachsende Schicht ermöglicht. Eine Weiterentw. von Modellvorstellungen zum Schichtwachstum an Kanten wird angestrebt. Zu Projektende werden beschichtete und getestete Demonstratorwerkzeuge sowie eine fundierte Einschätzung der industriellen Umsetzbarkeit vorliegen.
4 Nutzen für KMU
Die neue Technologie wird vorrausichtlich angewendet für verschiedenste Werkzeuge mit definierten Kanten. Diese werden dadurch leistungsfähiger, langlebiger u. zuverlässiger. Interessenten sind Werkzeug- und Komponentenhersteller, Beschichtungsdienstleister sowie Anwender der Werkzeuge. Besonders im Bereich der Spezialwerkzeuge und der Beschichtung sind vorrangig KMU aktiv. Insbesondere für diese Firmen ergeben sich Möglichkeiten zum Ausbau aktueller Marktpositionen u. zur Erschließung neuer Märkte.

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AiF-Nr. 20231 N | EFDS-Nr. IGF-16/05

project period: 01.08.2019 – 30.04.2022

research institution
Institut für Oberflächentechnik IOT der RWTH Aachen

abstract

Aufgrund weltweiter Forderungen nach CO2-Reduktion, nimmt die Bedeutung von Leichtbaukonzepten und somit des Aluminiumdruckgießens zu. Eine wirtschaftliche Produktion, verlangt nach einer Standzeiterhöhung der Druckgusswerkzeuge. Hierbei rücken Druckgusskerne aufgrund des erhöhten einwirkenden Beanspruchungskollektivs in den Fokus. Das Forschungsziel ist daher deren Standzeiterhöhung im Druckguss. Basierend auf den Ergebnissen des Vorgängerprojekts (AiF-Nr.: 16471 N) werden vielversprechende Methoden der Oberflächenmodifikation und Beschichtungsprozesse genutzt und weiterentwickelt. Der Forschungsschwerpunkt liegt auf der Analyse und Verbesserung der Thermowechselbeständigkeit der Kernwerkzeuge. Die Einflüsse der Herstellungsverfahren Härten, Plasmanitrieren, Kugelstrahlen und Beschichten auf das Eigenspannungsprofil in der Werkzeugrandzone wird in Abhängigkeit u.a. von Thermozyklustests sowie von industriellen Druckgussversuchen quantifiziert ausgelegt. Die Hartstoffschichten werden
mittels physikalischer Gasphasenabscheidung (PVD) im Lichtbogenverdampfen hergestellt. Hierbei werden neuartige Pulsprozesse realisiert, die plasmadiagnostisch analysiert werden, um durch ein besseres Prozessverständnis kristallines Al2O3 herstellen zu können. Ein Großteil der deutschen Druckgussmaschinenhersteller und –betreiber, Werkzeughersteller sowie PVD- Anlagenhersteller und -Lohnbeschichter, und Zulieferer sind kleine und mittlere Unternehmen (KMU), die von anwendungsbezogenen Forschungsergebnissen profitieren. Am Forschungsvorhaben direkt beteiligt sind ein Hersteller von Trenn- und Schmierstoffen für den Druckguss, ein Anbieter von Verfestigungsstrahlarbeiten zur Werkzeugvorbehandlung, ein Entwickler von Plasmastromversorgungskonzepten sowie ein Anbieter industrieller Stromversorgungen. Relevanz der Ergebnisse besteht für Unternehmen aus den Wirtschaftszweigen Maschinenbau, Metallerzeugung und –bearbeitung insbesondere für die Herstellung von Metallerzeugnissen im Fahrzeugbau.

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AiF-Nr. 20584 BG | EFDS-Nr. IGF-17/11

Laufzeit: 01.07.2019 – 31.12.2021

Research institutions:
Technische Universität Chemnitz
Universität Erlangen-Nürnberg

abstract

Funktionsrelevante Bauteile, bspw. in Gleitlagern und Gleitringdichtungen, sind anwendungsspezifischen Belastungen ausgesetzt. Durch unterschiedlichste Einsatzgebiete sowie teils Stückzahlen im Millionenbereich werden hohe Anforderungen hinsichtlich Produktionskosten, Nachhaltigkeit bzw. Lebensdauer sowie einer steten Verbesserung des Reibungs- und Verschleißverhaltens gestellt. Bei extrem belasteten Gleitringen in axialen Gleitringdichtungen existieren Lösungen aus Hartmetall sowie SiC, welche zusätzlich mit CVD-Diamant beschichtet sind. Dies bietet deutliche Vorteile, bspw. gegenüber ebenfalls industriell verwendeten Stahlkomponenten mit DLC-Beschichtung. Während Hartmetall jedoch deutlich schwerer und kostenintensiver als Stahl ist, sind SiC-Gleitringe stark bruchanfällig. Somit rücken CVDDiamantschichten auf Stahlsubstraten in den Fokus, welche allerdings bisher noch nicht wirtschaftlich realisiert werden können. Unter anderem entstehen beim Abkühlen starke Druckeigenspannungen in der Diamantschicht, die insbesondere bei dickeren Schichten ein Abplatzen der Schicht bewirken können. Es existieren Ansätze, diese Spannungen durch definiert mikrostrukturierte Oberflächen und eine damit einhergehende elastische Verformung der Übergangszone zwischen Substrat und Schicht zu reduzieren. Daher soll durch die gezielte Auslegung und Erzeugung einer Feingestalt bei der spanenden Endbearbeitung der Funktionsoberflächen eine Verbesserung der Haftung zwischen Substrat und Schicht ermöglicht werden. Dazu soll das ultraschallschwingungsüberlagerte Drehen genutzt werden. Im Rahmen experimenteller Untersuchungen erfolgt die Abscheidung von CVD-Diamantschichten auf den definiert mikrostrukturierten Oberflächen eines ausgewählten Stahlwerkstoffs. Die chemisch notwendigen Zwischenschichten werden an die Randbedingungen adaptiert. Im Anschluss erfolgt noch eine Funktionalisierung (Glättung der Rauheit sowie Hydrophilierung) der Diamantschicht. Daraufhin wird die tribologische Performance der einsatzspezifisch modifizierten Versuchsproben evaluiert. Auf Basis der gewonnenen Erkenntnisse sollen anschließend Versuchsbauteile von Industriepartnern entsprechend modifiziert und unter deren Rahmenbedingungen erprobt werden.

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Schlussbericht 20584 BG [PDF]

AiF-Nr. 20663 BR | EFDS-Nr. IGF-17/04

project period: 01.06.2019 – 31.05.2021

research institution
Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik (IOF)

abstract

Neue transparente Polymere sind eine wichtige Basis für die Entwicklung optischer Systeme. Meist wird erst durch Beschichtungen die endgültige Funktionalität der Oberflächen erreicht. Spezifische Eigenschaften der Polymere, wie geringe Oberflächenhärte, Neigung zu Feuchte- und Gasabsorption und zu UV-Degradation beeinflussen die Beschichtbarkeit, die Lebensdauer und bestimmen den sinnvollen Einsatzbereich der Materialien. Im Fokus des Projektes stehen neue Kunststoffmaterialien, die bereits für Anwendungen in den Bereichen Kamerasysteme, Beleuchtungsoptik und
Fahrzeugbau sowie in der Medizintechnik angefragt werden. Die Materialien zeichnen sich teils durch eine ungewöhnlich hohe Brechzahl aus, eine andere Gruppe ist besonders transparent bis in den ultravioletten Spektralbereich. Ziel des Vorhabens ist es, die Wechselwirkungen beschichtungstypischer Plasmabedingungen mit speziellen für die Optik geeigneten Polymeroberflächen grundlagenwissenschaftlich zu verstehen und Handlungsanweisungen für Beschichtungsprozesse abzuleiten. Es werden Empfehlungen bezüglich vorteilhafter Anwendungsbedingungen für die
Polymere erarbeitet und gleichzeitig deren Grenzen aufgezeigt. Optimierte Beschichtungsbedingungen werden an optischen Modellsystemen erprobt und nachgewiesen. Es wird versucht, materialübergreif. allgemeinere Schlussfolgerungen für die Beschichtbarkeit der untersuchten Materialklassen zu ziehen, und diese wissenschaftlich zu belegen. KMU aus den Bereichen Kunststofftechnik, Materialentwicklung und Beschichtungsdienstleister können auf dieses Wissen direkt zurückgreifen, die Vorteile dieser neuartigen Kunststoffmaterialien gezielt ausnutzen sowie eventuelle Einschränkungen bei der Herstellung, Beschichtung und Anwendung berücksichtigen. Beschichtete Komponenten aus den untersuchten Materialien werden in zahlreichen innovativen Produkten, wie z.B. in Kamerasyst. für Kommunikationssyst.
sowie in den Bereichen Medizintechnik, Messtechnik und Beleuchtung Anwendung finden.

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AiF-Nr. 20007 BG | EFDS-Nr. IGF-17/16

project period: 01.11.2018 – 30.04.2021

IGF project in cooperation between the Industrievereinigung für Lebensmitteltechnologie und Verpackung e.V. (IVLV) 100% and the Europäische Forschungsgesellschaft Dünne Schichten e.V. (EFDS) 0%.

research institutions
Fraunhofer Institute for Process Engineering and Packaging IVV, Dresden
Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e.V., Dresden
Institut für Korrosionsschutz, Dresden GmbH, Dresden

Project manager
Dr. rer. Nat. Matthias Reinelt
Dr. Anett Müller
Dipl.-Chem. Romy Regenspurger

CORNET | AiF-Nr. 230 EN | IGF-16/14

project period: 01.09.2018 – 28.02.2021

research institution
Fraunhofer IST, Braunschweig, Germany
University of Namur, Namur, Belgium
Materia Nova, Mons, Belgium

abstract

Diamantartige Schichten (DLC) werden aufgrund ihrer hervorragenden Eigenschaften bzgl. geringer Reibung in Kombination mit hoher Schichthärte, chemischer Beständigkeit und optischer Transparenz in einer großen Breite von industriellen Anwendungen eingesetzt. Dies umfasst die Automobilindustrie, Maschinenbau, insbesondere Schneid- und Formwerkzeuge. Die DLC Schichtabscheidung erfolgt entweder mit plasmaunterstützter chemischer Gasphasenabscheidung (PECVD) oder physikalischer Vakuumabscheidung (PVD, Magnetronsputtern sowie Ionenquelle).

Bei den KMU häufig vorkommende, komplexe Substratgeometrien und –Anordnungen stellen hohe Anforderungen an die Beschichtungstechnik, da es auf gute Schichtdickenuniformität, hohe Schichtqualität und Reproduzierbarkeit ankommt. Bislang erfordern Umstellungen in der Substratbestückung regelmäßig aufwändige Einfahrexperimente, wodurch die Gesamt-Beschichtungskosten signifikant erhöht werden.

Um für KMU eine erhöhte Produktivität und Schichtqualität zu ermöglich, zielt DLCplus auf ein verbessertes Verständnis der im Prozess und beim Schichtwachstum relevanten Mechanismen im Beschichtungsprozess ab. Zur Erreichung dieses Ziels werden Modellierungen sowohl der Plasma- und Prozessdynamik als auch des Schichtwachstums auf atomarer Skala miteinander kombiniert Die angestrebte Kooperation zwischen Materia Nova und Universität Namur in Belgien sowie Fraunhofer IST in Deutschland ist notwendig, da hierbei komplementäre Kompetenzen sowohl bei der Prozess- und Schichtwachstumsmodellierung als auch bzgl. der zur Verfügung stehenden, experimentellen Prozesstechnik kombiniert werden. Das User Committee setzt sich aus Firmen aus dem metallverarbeitenden Bereich, Automobil-Zulieferern, Anlagenherstellern und Beschichtern zusammen. Die Firmen tragen mit industriell relevanten Spezifikationen bzgl. Substratgeometrie, Prozessbedingungen und Beschichtungsprodukten bei, zudem stellen sie Substrate zwecks Testbeschichtung und Referenzproben zur Verfügung.

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AiF-Nr. 19885 BR | EFDS-Nr. IGF-16/03

project period: 01.01.2018 – 31.08.2020

research institution
iba e.V., Heilbad Heiligenstadt
Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie e. V. INP, Greifswald

abstract:
Forschungsziel ist die vorwettbewerbliche Entwicklung eines Plasmaprozesses zur Abscheidung haftfester, photokatalytisch aktiver TiO2-Schichten mittels Hochleistungsimpuls-magnetronsputtern (HiPIMS) in Kombination mit der plasmagestützten Ionenimplantation (Plasma based Ion Implantation – PBII). Hierbei erfolgt die Abscheidung der TiO2-Schicht mittels HiPIMS und wird durch eine Ionenimplantation (PBII) technologisch ergänzt werden. Damit werden (I) sowohl eine gezielte Dotierung der TiO2-Schichten mit Fremdatomen und damit die Anregung im sichtbaren Spektralbereich möglich als auch (II) das Einstellen einer antibakteriellen Wirkung bei Verwendung der Dotierungselemente Cu, Ag oder Zn. Die Schichthaftung wird durch den Kombinationsprozess auf den unterschiedlichen Substraten deutlich erhöht. Durch gezielte Parametervariation werden die von den Anwendern gewünschten Schichteigenschaften eingestellt, indem eine anwendungsspezifische Balance zwischen photoinduzierter Katalyse und photoinduzierter Hydrophilie realisiert wird. Die Anforderungen der potenziellen Anwender an die Funktionsschicht sind von der jeweiligen Branche abhängig.
Implantathersteller profitieren beispielsweise von der photoinduzierten Hydrophilie der Beschichtungen durch erhöhte Benetzbarkeit des Implantates und damit ein verbessertes Einheilen. Für Anwender der Steriltechnik steht die aktive Desinfektion der Oberfläche durch die photoinduzierte Katalyse im Vordergrund. Die Lebensmittelindustrie wiederum erhofft sich eine Verkürzung der erforderlichen Reinigungszyklen und dadurch eine erhebliche Kostenersparnis.

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AiF-Nr. 19541 BR | EFDS-17/06

project period: 01.05.2017 – 31.10.2019

IGF project in cooperation between the Gesellschaft für Korrosionsschutz e.V. (GfKorr) 100% and the European Society of Thin Films (EFDS) 0%.

research institutions
Institut für Korrosionsschutz Dresden GmbH, Dresden
Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e.V., Dresden

Project manager
Dr. Susanne Friedrich
Prof. Dr. Brigitte Voit

CORNET | AiF-Nr. 199 EN | IGF-16/04

project period: 01.09.2017 – 29.02.2020

Research institutions
Fraunhofer IST, Braunschweig, Germany
Laser Zentrum Hannover, Hanover, Germany
Université de Namur, Namur, Belgium
CRM Group, Lüttich, Belgium

abstract
In the project, a common digital twin was created for PVD and PECVD coating processes, which describes both the process and the layer growth dynamics. The complementary software tools existing at the project partners were further developed and validated demonstration cases were worked out at various coating plants. The advanced tools can be used for industrial simulation studies.

Publication

Final report [PDF]

[Badorreck 2019]:
Badorreck, H.; Steinecke, M.; Jensen, L.; Ristau, D.; Jupé, M.; Müller, J.; Tonneau, R.; Moskovkin, P.; Lucas, S.; Pflug, A.; Grineviciūtė, L.; Selskis, A. & Tolenis, T.: Correlation of structural and optical properties using virtual materials analysis. In: Optics Express 27 (2019), Nr. 16, S. 22209

[Pflug 2019]:
Pflug, A.; Bruns, S.; Zickenrott, T.; Britze, C.; Vergöhl, M. & Kirschner, V.: Plasma and process modelling for PVD deposition onto moving 3D substrates. In: Proceedings of the 15th ISSP., Kanazawa, JP (2019).

[Schwerdtner 2020]:
Schwerdtner, P.: Ortsaufgelöste Untersuchung der optischen Eigenschaften von Tantalpentoxid-Schichten im IBS-Beschichtungsverfahren, Bericht, Universität Hannover, Masterarbeit, Universität Hannover, 2020, S. 101

[Tonneau 2020]:
Tonneau, R.; Pflug, A. & Lucas, S.: Magnetron sputtering: determining scaling relations towards real power discharges using 3D Particle-In-Cell Monte Carlo models. In: Plasma Sources Science and Technology (2020)

[Tonneau 2021]:
Tonneau, R.; Moskovkin, P.; Muller, J.; Melzig, T.; Haye, E.; Konstantinidis, S.; Pflug, A. & Lucas, S.: Understanding the role of energetic particles during the growth of TiO2 thin films by reactive magnetron sputtering through multi-scale Monte Carlo simulations and experimental deposition. In: Journal of Physics D: Applied Physics 54 (2021), Nr. 15, S. 155203

CORNET | AiF-Nr. 185 EBR | IGF-15/07

project period: 01.02.2017 – 31.12.2019

research institution
Dipl.-Ing. Matthias Demmler, Fraunhofer IWU, Chemnitz, Germany
Innovation and Development Promotion Centre – coordination of Metal Processing Cluster, Blatystok, Poland
Institute of Precision Mechanics, Warsaw, Poland
Rzeszow University of Technology, Rzeszow, Poland
Moravian-Silesian Automotive Cluster c.a., Ostrava, Czech Republic
COMTES FHT a.s., Dobrany, Czech Republic

Documents:

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Poster Coolbend [PDF] [PDF]

CORNET | AiF-Nr. 166 EBR | EFDS-Nr. IGF-15/09

project period: 01.07.2016 – 30.06.2018

Project manager
Dr. Andreas Holländer; Fraunhofer Institut für Angewandte Polymerforschung, Postdam-Golm, Deutschland
sirris, Diepenbeek, Belgium
CRM Group, Liége, Belgium

Poster [PDF] [PDF]

final report [PDF] [PDF]

CORNET | AiF-Nr. 163 EBG | EFDS-Nr. IGF-15/05

project period: 01.06.2016 – 30.08.2018

IGF project in cooperation between Forschungsgesellschaft Kunststoffe e.V. (FGK) 100% and European Society of Thin Films (EFDS) 0%.

research institution
Fraunhofer IWU, Chemnitz, Deutschland
Plastikarsky klastr, Polen
Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, Polen

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