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Forschungsziel: Ziel des Projektes ist es, eine Fertigungstechnik für nahtlose mikro- und nanostrukturierte Prägewalzen zu entwickeln, aufzubauen und prototypisch zu testen. Insbesondere sollen holographische Diffusoren mit speziellen, nicht standardmäßig verfügbaren Streucharakteristika und hochperiodische Linienstrukturen mit Perioden und Dimensionen kleiner einem Mikrometer, also im Nanometerbereich, auf nahtlosen Prägewalzen realisiert werden. Zwei zentrale innovative Technologien, die im Rahmen des Projektes entwickelt und implementiert werden, sind die dynamische Interferenzlithographie zur Herstellung nahtloser Strukturen auf zylindrischen Photoresistträgern und die Rundgalvanik zur Abformung der Photoresiststrukturen in Metall.
Dipl.-Ing. Martina Göttel
+49 721 608-28561
martina.goettel@kit.edu
Problemstellung
Mikro- und nanostrukturierte Oberflächen haben breite Anwendungsfelder in Bereichen des Licht- und Photonenmanagements und stellen eine wichtige Grundlage der Gesamtentwicklung der Nanotechnologie dar. Für den industriellen Einsatz dieser Technologie ist die UV-Replikation mittels Prägewalzen von größter Bedeutung. Hiermit können Mikro- und Nanostrukturen in großflächigem Maßstab auf technische Folien übertragen werden. Bisher werden die Prägewalzen durch bloßes Aufspannen eines ebenen Prägewerkzeuges auf eine Trägerwalze hergestellt. Dadurch ergibt sich eine Nahtstelle, die im anschließenden Produktionsprozess bei jeder Umdrehung mit abgeformt wird. Durch diese Unterbrechung der Mikro-/Nanostruktur auf der Walze ist bisher nur Bogenware verfügbar.
Projektziel
In dem Projekt soll eine Fertigungstechnik für nahtlose mikro- und nanostrukturierte Prägewalzen entwickelt und aufgebaut werden.
Vorgehensweise
Die Herstellung der Oberflächenstrukturen geschieht mittels Laserinterferenzlithographie: Die Mikro-/Nanostrukturen werden mit Laserstrahlung in eine Photolackschicht geschrieben. Es wird eine neuartige, dynamische Belichtungstechnologie für zylindrische Oberflächen entwickelt, die es erlaubt Mikro-/Nanostrukturen nahtlos auf dem kompletten Rundlauf des Zylinders zu generieren. Eine neue Technologie der Rund-Galvanisierung ermöglicht den Übertrag der Photolackstruktur in Metall und damit in die Form eines nahtlosen Prägesleeves, der einfach auf den Prägewalzenkörper aufgeschoben werden kann.
Anwendungspotential und erwartete Ergebnisse
In Zusammenarbeit mit Folienherstellern im In- und Ausland soll die Technologie sehr schnell ihren Einsatz finden und so die kostengünstige Massenproduktion von nahtloser mikro-/nanostrukturierter Folie ermöglichen. Diese dient als Grundstoff für Neu- und Weiterentwicklungen in den Bereichen Display, Beleuchtung sowie Solartechnik und kann im speziellen einen wichtigen Beitrag leisten zur Weiterentwicklung von transparenten, leitenden Oberflächen.
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