Elektronenstrahl-Anwendungen

Wir nutzen Elektronen als vielseitiges Werkzeug. Die thermische Wirkung der Elektronen wird eingesetzt, um Metalle zu schweißen, zu verdampfen oder sie in der Randschicht zu modifizieren. Die chemisch-biologische Wirkung von Elektronen wird verwendet, um organische Materialien zu härten, in ihren Oberflächeneigenschaften zu verändern oder sie zu sterilisieren.

Wir unterscheiden unsere Anwendungen und Technologien in thermische und nicht-thermische Elektronenstrahlprozesse.

Thermische Elektronenstrahl-Prozesse, die auf der lokalen Erwärmung von Metallen aufgrund des Energieeintrages der Elektronen basieren, können zum Schweißen, Härten, für Mikrostrukturierungs- und Fügeprozesse sowie zum Verdampfen eingesetzt werden. In nicht-thermischen Elektronenstrahl-Prozessen werden kontrolliert chemische und biologische Wirkungen an Materialoberflächen erzielt.

Im Geschäftsfeld entwickeln wir sowohl Elektronenstrahl-Quellen für die unterschiedlichen Aufgaben, qualifizieren aber auch Elektronenstrahl-Prozesse für spezifische Anwendungen weiter.

Mit Elektronen verbessern wir Ihr Material und Produkt!

Unser Angebot

Unser Geschäftsfeld Elektronenstrahl-Anwendungen bietet umfassende Kompetenzen zur Entwicklung und Nutzung der thermischen nicht-thermischen Elektronenstrahl-Prozesse und deren Quellen. Unser Angebot umfasst das komplette Spektrum an Aufgaben eines Entwicklungsprojektes von der Konzeptphase bis zur Technologieüberführung:

  • Markt- und Machbarkeitsstudien für konkrete Produkte
  • Konzipierung eines F&E-Projektes mit Arbeitspaketen, Meilensteinen, Kosten
  • Entwicklung von Technologien für thermische und nicht-thermische Elektronenstrahlprozesse
  • Pilotfertigung
  • Prozess- und Technologietransfer und Einführung der Verfahren in die Produktion
  • Unterstützung bei der Anlagenrealisierung für unsere Kunden
  • Lizenzierung

Diese Entwicklungsarbeiten werden ergänzt und unterstützt durch:

  • Akquisition und Koordination von geförderten Projekten des Landes, des Bundes und der Europäischen Union
  • Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen
  • Studien zum Stand der Technik, z.B. Literatur- und Patentrecherchen

Technologien

Wir nutzen die Elektronenstrahltechnologie in vielerlei Hinsicht. Die thermische Wirkung der Elektronen machen wir uns beispielsweise zur Bearbeitung oder Modifizierung von Metallen zunutze. Daneben unterscheiden wir noch in die nicht-thermischen Prozesse, bei denen wir kontrolliert chemische und biologische Wirkungen an Materialoberflächen erzielen. Mithilfe unseres Know-Hows und der vorhandenen Anlagentechnik entwickeln wir die passende Technologie für Ihr Material und Ihr Produkt!

 

Elektronenstrahl

Die Erzeugung, Formung und Führung des Elektronenstrahles, sein technologiegerechtes Wirken im Material und die Realisierung der dazu erforderlichen Technik sind unsere Schwerpunkte bei dieser Technologieentwicklung

 

Sputtern

Wir nutzen und entwickeln Sputtertechnologien, um Schichten und Mehrlagen-Schichtsysteme im Vakuum mit guter Effizienz auf große Oberflächen aufzubringen.

 

Plasmaaktivierte Hochratebedampfung

Die wirtschaftliche Vakuumbeschichtung erfordert hohe Beschichtungsraten auf großen Flächen. Die plasmaaktivierte Bedampfung ist ein geeigneter Weg, um auch bei hohen Raten gute Schichteigenschaften zu erzielen.

 

Hochrate-PECVD

Plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung (plasma-enhanced chemical vapor deposition, PECVD) mittels Mikrowellen- oder Hochfrequenz (HF)-Plasma ist ein etablierter Prozess, um siliziumbasierte Polymerschichten für verschiedene Anwendungen abzuscheiden.

 

Technologietransfer

  • Technologietransfer und Inbetriebnahme der Prozesse in der Produktion
  • Technologietransfer einschließlich Ausstattung von Anlagen mit Schlüsselkomponenten (auch Retro-fit bestehender Anlagen)
  • Aufskalierung von Prozessen und Technologien für Industrieanlagen

Elektronenstrahlhärten und Randschichtumschmelzen (Randschichtbehandlung) für:

  • Automobilindustrie
    • Getriebekomponenten
  • Maschinen- und Anlagenbau
    • Kurvenscheiben
    • Wellen
    • Druckringe
    • Anschlag- oder Laufflächen
  • Vorrichtungsbau
    • örtlich begrenzte Funktionsflächen
  • Werkzeugbau
    • Schnittstempel
  • Druckfarbenhärtung

 

Lackhärtung für:

  • Innen- und Außenarchitektur
  • Möbel, Türen und Fußböden
  • Auto- und Maschinenbauteile
  • Coil Coating
  • Spezialpapiere, Folien, …


Elektronenstrahlschweißen für:

  • Automobilindustrie
    • Getriebe- und Antriebskomponenten
  • Maschinen- und anlagenbau
    • Hydraulikzylinder
    • Rohrleitungselemente
    • Welle-Rad-Verbindungen
  • Energietechnik
    • Cu-Dehnungsbänder
  • Vakuumtechnik
    • Strahlkanäle
  • Sensortechnik
    • Druck- / Ultraschallsensoren
  • Medizintechnik
    • Implantate
    • Feinschweißungen an Sensorgehäusen aus Titan oder med. Edelstahl


Reinigung, Desinfektion, Sterilisation von Oberflächen:

  • Industrielle Reinigung von Bauteilen und Halbzeugen
  • In hygienerelevanten Bereichen
  • Für den Kulturguterhalt
  • In medizinischen Applikationen:
    • Sterilisation und Modifikation biologischer Gewebe
    • Kompakte Sterilisatoren als in-line-fähige Systemlösungen oder Batch-Systeme
    • Optimierung der Biokompatibilität und –funktionalität von medizinischen Produkten (z.B. Implantatoberflächen)
    • Crosslinking der Oberflächenmoleküle gegen in vivo-Degradation
      Grafting
    • Nasschemische Reinigung pharmazeutischer Verpackungsbehälter


Modifikation von Kunststoffen für:

  • Verbundwerkstoffe
  • Oberflächenschutz (gegen Biofouling, Graffiti, Witterung)
  • Verpackung (Keimminderung für aseptische und sterile Verpackungen, Barrierewirkung)


Desinfektion und Pathogen-Inaktivierung:

  • Getreide- und Gemüsesaatgut
  • Lebensmittel (Getreide, Gewürze, Früchte, Eier,…)
  • Pflanzen und Pflanzenteile
  • Mikrobiologische Inaktivierung fester und flüssiger Abfälle

 

  • Oberflächenaktivierung
  • Abgasbehandlung
  • Elektronenstrahlinduzierte Deposition (EBID)
  • Elektronenstrahlinduziertes Ätzen (EBIE)
  • Perforieren
  • Oberflächenstrukturierung, Mikrobearbeitung
  • Verdampfen

Anwendungsfelder

 

Umwelt und Energie

Um eine breite Vermarktung zu finden, müssen die Produktionskosten umweltfreundlicher Technologien weiter gesenkt werden. Gerade für Energiespeicher ist die Kostenreduktion ein strategisch wichtiges Ziel. Effiziente Technologien des Fraunhofer FEP können hier einen wichtigen Beitrag leisten.

 

Landwirtschaft

Hygiene gewinnt vor allem in der Landwirtschaft und im Lebensmittelsektor immer stärker an Bedeutung. Das Fraunhofer FEP verfügt über eine ausgereifte Methode, um Saatgut sowie Futter- und Nahrungsmittel innerhalb von Sekunden zuverlässig von Krankheitserregern zu befreien. Das Verfahren nutzt niederenergetische Elektronen, um Keime dauerhaft...
 

Transport

Heutige Autos spiegeln unsere individuellen Vorlieben wider. Eine Vielfalt von Funktionalitäten in der Optik, Beleuchtung und im Innenraum kann mit Dünnschichttechnologien und mit neuartigen Systemen für vernetzte Mobilität umgesetzt werden.
 

Kulturguterhalt

Mit unseren Dienstleistungen im Bereich Dünnschichttechnologien wollen wir nicht nur neue Produkte ermöglichen, sondern auch die Vergangenheit am Leben erhalten. Plasmaprozesse und Elektronenstrahl sind die Technologien, die wir nutzen, um das Kulturerbe zu bewahren.
 

Medizinische
Applikationen

Das Wachstum des Medizintechnik-Sektors wird von einer Vielzahl an Innovationen begleitet. Die Entwicklung neuer Produkte und Medizingeräte basiert häufig auf ausgefeilten Ausgangsmaterialien.

Fraunhofer Allianz
Reinigung

Die Fraunhofer-Allianz Reinigung bündelt die Kompetenz aller Fraunhofer-Institute auf dem Gebiet der industriellen Reinigung mit dem Schwerpunkt auf der Reinigung und Vorbehandlung in der Oberflächentechnik. Dadurch bietet die Allianz Beratungs- sowie F&E-Unterstützung für alle Fragen entlang der Prozesskette.

Im Geschäftsfeld Elektronenstrahlanwendungen entwickeln wir sowohl Elektronenstrahl-Quellen für die unterschiedlichen Aufgaben, qualifizieren aber auch Elektronenstrahl-Prozesse für spezifische Anwendungen weiter. Zur Entwicklung passender Technologien und Bearbeitung der unterschiedlichsten Aufgaben stehen uns unterschiedliche Versuchs- und Pilotanlagen und Labore zur Verfügung:

Projekte

Wir bearbeiten eine Vielzahl von Projekten. Aus Gründen der Vertraulichkeit können hier nicht alle Projekte genannt oder im Detail beschrieben werden; dies betrifft insbesondere die Projekte, die im Auftrag der Industrie erfolgen. Folgende Liste von ausgewählten, meist öffentlich geförderten Projekten illustriert jedoch die Anwendungsbreite unseres Arbeitsfeldes:

Presse





Weitere Informationen





Ansprechpartner

Frank-Holm Rögner

Contact Press / Media

Dipl.-Phys. Frank-Holm Rögner

Abteilungsleiter

Fraunhofer FEP
Winterbergstr. 28
01277 Dresden

Telefon +49 351 2586-242

Fax +49 351 2586-55242

André Weidauer

Contact Press / Media

Dipl.-Ing. André Weidauer

stv. Abteilungsleiter

Fraunhofer FEP
Winterbergstr. 28
01277 Dresden

Telefon +49 351 2586-164

Fax +49 351 2586-55164

Elektronenstrahl-Anwendungen