Nachhaltigkeit, Chancengleichheit, Interdisziplinarität, Digitalisierung und viele weitere Schlagworte können für die neu gestartete Nachwuchsforschungsgruppe „KAP“ an der Hochschule Mittweida zusammengetragen werden. Insgesamt setzt sich die achtköpfige Gruppe aus vier Professoren und deren Mitarbeiter:innen aus den Fakultäten Ingenieurwissenschaften und Angewandte Computer- und Biowissenschaften zusammen. Alle arbeiten gemeinsam an dem Projekt „Kunststoffmetallisierung mittels laserinduzierter Aktivierung und computergestützter Prozessmodellierung“. Das Kick-off Meeting fand bereits Anfang Februar statt.
Fokus Forschung: Nachwuchsforschergruppe „KAP“ ist gestartet
Fokus Forschung: Nachwuchsforschergruppe „KAP“ ist gestartet
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Interdisziplinäre Zusammenarbeit für nachhaltige Beschichtungsprozesse
Das Ziel der Nachwuchsforschungsgruppe besteht darin, umweltbelastende, rohstoffintensive und verfahrenstechnisch aufwendige Beschichtungsprozesse zur Kunststoffmetallisierung durch nachhaltige Prozesse zu ersetzen. Im Vorhaben sollen unterschiedliche Kunststoffe in einem ersten Prozessschritt durch eine Laserbehandlung an der Oberfläche modifiziert werden, um eine ausreichende Leitfähigkeit für die weitere galvanische Beschichtung zu realisieren. Dies soll durch die zwei Laserapplikationen LIG und PLD erreicht werden. Bei dem LIG-Prozess (Laserinduziertes Graphen) soll eine Graphenschicht durch eine Umwandlung der Kunststoffoberfläche erzeugt werden. Bei dem PLD-Prozess (Pulse Laser Deposition) soll hingegen eine dünne Metallschicht auf dem Kunststoff abgeschieden werden.
In dem darauffolgenden Prozessschritt soll die elektrische Leitfähigkeit genutzt werden, um Metallschichten galvanisch abzuscheiden. Zum Beispiel können in Abhängigkeit der späteren Anforderungen einzelne, reine Schichten (Kupfer, Nickel, Zinn), Mehrlagenschichten (Kupfer-Nickel-Chrom, Kupfer-Nickel-Gold), Legierungsschichten (Nickel-Rhenium, Nickel-Wolfram), Dispersionsschichten (Nickel mit Korundpartikeln, Kupfer mit Diamantpartikeln) oder Kombinationen aus diesen abgeschieden werden.
Ein weiterer wichtiger Punkt ist die Charakterisierung der erzeugten Schichten im Projekt. Durch die Prüfmethoden wie Raman-Spektroskopie, REM/ EDX, Vierpunktmethode und Materialographie werden Informationen zur Schichtzusammensetzung, Topografie, elektrischen Leitfähigkeit und Schichtdicke erfasst. Mit diesen Daten können Optimierungen für die Laserapplikation und galvanischen Abscheidung hergeleitet werden.
Abgerundet wird die Forschungstätigkeit durch die computergestützte Modellierung und Visualisierung der Prozesse. Mit den Modellen soll zukünftig eine Zeit- und Ressourcenersparnis durch Simulationen des beispielsweise galvanischen Abscheidungsprozesses ermöglicht werden.
Anwendung finden metallisierte Kunststoffe in den verschiedensten Bereichen und Branchen. Die Automobilindustrie nutzt sie beispielsweise für Fahrzeugembleme, Zierleisten und Bedientasten im Fahrzeuginterieur. Weiterhin werden sie in Konsumartikeln und Haushaltsgeräten, wie Kugelschreiber, Kaffeeautomaten, Geschirrspüler, Möbel-Griffleisten, Haartrockner und Telekommunikationsgeräten (Bedientasten, Case) verwendet. Darüber hinaus finden sie Einsatz als Badarmaturen, Ventil-Drehknöpfe sowie Handbrausen und Duschköpfe im Sanitärbereich.
Weiterführende Informationen zu dieser und weiteren Nachwuchsforschergruppen an der Hochschule Mittweida können auf der Seite "Nachwuchsforschergruppen" (Link) abgerufen werden.
Text: Scott Dombrowe
Foto: Hochschule Mittweida