KMU-innovativ Entwicklung einer modular strukturierten Anlagentechnik für das Glasätzen auf der Basis reduzierender Salzschmelzen (SaltEtch)

Ausgangslage / Problemstellung
Für viele Bauteile aus Glas sind Ätzprozesse zur Strukturierung notwendig. Ein Beispiel hierfür ist die Durchmesserreduzierung von Glasfasern. Bislang werden solche Ätzprozesse üblicherweise auf Basis von wässrigen Flusssäure-Lösungen realisiert. Gravierende Probleme dieses Verfahrens bestehen zum einen in den Grenzen der Strukturierungsmöglichkeiten im Mikrometerbereich, der Prozesszuverlässigkeit allgemein sowie der fortschreitenden Schädigung der Fasern nach Beendigung des Prozesses. Zum anderen kommen eine hohe Umweltbelastung sowie ein sehr hoher arbeitsschutztechnischer Aufwand hinzu. Ein Qualitätssprung liegt in der Entwicklung des neuen Herstellverfahrens für geätzte Glasfasern mittels Salzschmelzen, für deren Produktionsprozess eine Demonstrationsanlage zur Veranschaulichung der Technik verfügbar ist.

Projektziele
Das Ziel dieses Projektes war die Entwicklung einer neuen, modularen Anlagentechnik zur subtraktiven Strukturierung von Glashalbzeugen mittels wasserfreier, ätzender Salzschmelzen. Der Fokus lag dabei auf einer flexiblen Prozessführung und einer hohen Genauigkeit für die zu ätzenden Bauteile. Mit Hilfe des neu entwickelten Verfahrens kann die mechanische und optische Qualität im Vergleich zu herkömmlich geätzten Komponenten deutlich gesteigert werden.

Vorgehensweise
Das Konsortium setzte sich aus den beiden Projektpartnern Stühff GmbH (KMU) und Fraunhofer Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM (Forschungsinstitut) zusammen. Die Projektpartner arbeiteten stets eng zusammen und ein regelmäßiger Informationsaustausch stellte eine gute Basis für die erfolgreiche Zusammenarbeit dar. Auch weiterhin arbeiten die Projektpartner eng zusammen. Trotz verschiedener Herausforderungen auf Seiten beider Projektpartner konnten diese aufgrund der guten Kommunikation berücksichtigt werden, das Vorgehen entsprechend angepasst und Lösungen erarbeitet werden.

Ergebnisse und Anwendungspotenzial
Das erzielte Hauptergebnis ist die erfolgreiche Demonstration eines neuartigen Anlagenkonzepts. Die strategische Zielstellung der Stühff GmbH besteht nun darin, das im Rahmen des Projekts erarbeitete, demonstrierte Anlagenkonzept weiter zu entwickeln. Die Arbeiten sollen zu einem modular strukturierten, eigenen Produkt führen, dass eine neue Technologie etabliert. Zielklientel für die Anlagentechnik sind unter anderem Faser- und Komponentenhersteller für Fasertechnik. Darüber hinaus besteht weiterhin der Bedarf zukünftig Anforderungen zu erfüllen, die über die glasfasergebundene Datenkommunikation hin-ausgehen. So besteht ein großer Bedarf an kompakten Anlagen zum Ätzen und Verfestigen von Gläsern. Die erfolgreiche Umsetzung ermöglicht es nun, auch das Ätzen von flächigen Bauteile in Salzschmelzen überprüfen können. Die bisherigen Ergebnisse zeigen, dass die Nutzung von reduzierenden Salzschmel-zen zu einer signifikanten Erhöhung der Qualität führt, wobei der sicherheitstechnische Aufwand durch das Ersetzen von Flusssäure verringert wird. Das Verwertungskonzept ist weiterhin international fokus-siert. Dies spiegelt sich im aktuell geplanten Messebesuch der internationalen Fachmesse „Optatec 2020“ wieder.
Der Projektpartner Stühff GmbH hat nach Projektende den Schritt einer Ausgründung vollzogen, um die gewonnenen Erkenntnisse zu erweitern. Die AMSTOG GmbH führt damit die bisherigen Arbeiten fort und wird zukünftig das neu erschlossene Geschäftsfeld bearbeiten. Die aufgebaute Demonstrationsanlage, die beim Projektpartner Fraunhofer IZM zu weiteren Forschungszwecken im Einsatz ist, dient dabei als wichtige Informationsquelle zur Weiterentwicklung zu einer vertriebsfähigen Anlagentechnik.
Das Fraunhofer IZM hat durch die in dem Projekt erzielten Ergebnisse einen neuen innovativen Stand der Forschung und Technik erreicht, welcher nun dazu genutzt werden kann, inhaltlich relevanten Unternehmen bei der Entwicklung und dem Transfer der Technologie an diese zu unterstützen. Firmen, welche bisher konventionell mit Flusssäure oder anderen in Frage kommenden wässrigen Ätzmedien Gläser ge-ätzt haben, können nun in Kooperation mit dem Fraunhofer IZM die Prozessalternative mit ätzenden Salzschmelzen an der entwickelten Demonstrationsanlage testen und die daraus entwickelten und angepassten Prozessabläufe in ihre Fertigung integrieren. Bei dem Transfer der Technologie ist es nun möglich auf die Stühff GmbH bzw. AMSTOG GmbH als fähigen Gerätehersteller für diese Technologie zu verweisen, was die Voraussetzung für die Markteinführung ist.

• Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein
• Stühff GmbH