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Vortrag

Sensorische Dünnschichtsysteme für die Produktion

Mittwoch (21.06.2017)
11:20 - 11:40 Uhr
Bestandteil von:


Der Kenndatenerfassung in der Produktion wird in Hinblick auf eine ressourceneffiziente, flexible und kundenorientierte Produktion ein immer höherer Stellenwert beigemessen.

Daher wächst das Interesse der Industrie direkt in Hauptbelastungszonen, wie zum Beispiel auf der Oberfläche von Werkzeugen, Kraft- und Temperaturverteilungen während der Produktion zu messen und dadurch die Möglichkeit der Prozessoptimierung zu erhalten. Dies lässt sich mit Schichtsystemen realisieren, welche hart und verschleißbeständig sind und darüber hinaus piezo- und thermoresistive Dünnschichtsensorik vereinen. Basis dieser multifunktionalen Schichtsysteme ist die amorphe Kohlenwasserstoffschicht DiaForce®, eine Eigenentwicklung des Fraunhofer IST. Sie weist eine Härte im Bereich von 24 GPa auf, einen Reibwert gegen Stahl von 0,1-0,2 und verändert bei Belastung ihren elektrischen Widerstand. Zur ortsaufgelösten Messung werden nach Kundenwünschen einzelne Elektrodenstrukturen aus Chrom auf diese piezoresisive Schicht strukturiert abgeschieden und diese vor Verschleiß mit einer tribologisch beständigen elektrischen Isolationsschicht aus einer mit Silizium und Sauerstoff modifizierten Kohlenwasserstoffschicht SiCON® beschichtet. Zur lokalen Temperaturmessung werden auf diese Isolationsschicht Mäanderstrukturen aus Chrom gefertigt und diese mit einer zweiten SiCON® Schicht vor Verschleiß geschützt. Das gesamt Schichtsystem weist eine Dicke im Bereich von 10 µm auf. Anwendungen findet es im Kunststoffspritzguss, beim Blechbiegen und Blechtiefziehen, wie auch als universell einsetzbare Unterlegscheibensensorik.

 

Sprecher/Referent:
Dr.-Ing. Saskia Biehl
Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST
Weitere Autoren/Referenten:
  • Eike Meyer-Kornblum
    Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST
  • Nancy Paetsch
    Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST