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Projekt beendet

UKP-glass2met

UKP-Bonden von Glas-Metall-Komponenten

Thema Photonik für die Produktion

Fördermaßnahme Wissenschaftliche Vorprojekte (WiVoPro)

Projektlaufzeit 01.04.2020 - 31.12.2022

Projektvolumen 348992

Förderquote zu 100,0 % durch das BMFTR gefördert

Beschreibung

Glas und Metall miteinander verschweißen

Industrielle und wissenschaftliche Anwendungen der Photonik stellen wachsende Anforderungen nicht nur an die Qualität der einzelnen optischen und mechanischen Komponenten, sondern auch an die aktuellen Verfahren der Aufbau- und Verbindungstechnik. Schlüsseltechnologien wie optische Quantenkommunikation bedingen leistungsfähige Prozesse zur hochpräzisen und langzeitstabilen Verbindung unterschiedlicher Komponenten aus Glas und Metall, insbesondere auch zur Verwendung unter anspruchsvollen Umgebungsbedingungen wie unter Vakuum oder im Weltraum.

Die Verbindungen zwischen Optiken wie Linsen und deren Fassungen basieren bislang primär auf mechanischem Klemmen oder Kleben. Trotz der weitreichenden Anwendungen solch klassischer Verbindungen unterliegen diese jedoch verschiedenartigen Limitierungen wie dem Eintrag mechanischer Spannungen oder langen Aushärtezeiten, geringer Temperaturstabilität sowie Ausgasen oder Altern des Klebstoffes.

Im Projekt UKP-glass2met soll die Technologie des direkten Verbindens von Komponenten aus Glas und Metall mittels ultrakurzer Laserpulse untersucht werden, um optische Systeme fest und präzise verbinden und fassen zu können, ohne hierbei auf nachteilige mechanische Fixierungen oder Klebeverbindungen zurückgreifen zu müssen.

Ultrakurze Laserpulse erlauben es, Energie stark lokalisiert in Materialien einzubringen und diese so nur unmittelbar im Bereich der Grenzfläche aufzuschmelzen. Dank ihrer speziellen Eigenschaften ist dies auch für durchsichtige Materialien wie Glas möglich.

Von der Medizin bis zur Raumfahrt – Glas-Metall-Verbindungen für höchste Anforderungen

Die mittels ultrakurzer Laserpulse erzeugten Schweiß-Verbindungen von optischen Komponenten mit Metallwerkstücken bieten zahlreiche Vorteile wie eine hohe thermische, chemische und mechanische Stabilität, Gasdichtheit, sowie die Freiheit von Alterungsprozessen und Ausdünstungen. Die Abwesenheit von Klebstoffen und Lösungsmitteln ermöglicht zudem den Einsatz unter anspruchsvollen Bedingungen wie in miniaturisierten Abbildungsoptiken medizinischer Endoskope oder bei Hochdruck- oder Vakuumbedingungen. Die große Bandbreite unterschiedlicher Anwendungsfelder – von der Medizin bis zur Raumfahrt – macht diese Technologie insbesondere für deutsche Unternehmen der Photonik zu einem attraktiven und vielseitigen Werkzeug.

Projektkoordination

Prof. Dr. Stefan Nolte

E-Mail: stefan.nolte@uni-jena.de

Weitere Infos
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