Laserablation gegen Schmutz
Im neu gestarteten IGF-Projekt LIBS-OF setzt das Kunststoff-Zentrum SKZ auf die Kombination aus laserinduzierter Plasma-Spektroskopie (LIBS) und Laserablation zur Reinigung, Vorbehandlung und Qualitätssicherung von Kunststoffoberflächen.
Für eine besonders effektive Reinigung kommt ein ultravioletter (UV-)Laser mit einer Wellenlänge von 193 Nanometern zum Einsatz. Diese kurze Wellenlänge ermöglicht es, auch Bindungen zwischen Kohlenstoff- und Siliziumatomen zu brechen. Damit lassen sich selbst hartnäckige Verunreinigungen – wie Silikontrennmittel – entfernen, bei denen herkömmliche Reinigungsverfahren an ihre Grenzen stoßen.
Zusätzlich wird die Kunststoffoberfläche unter Einfluss von Luftsauerstoff gezielt chemisch funktionalisiert. Dabei entstehen beispielsweise -OH- oder andere polare Gruppen, die fest an der Oberfläche verankert werden. Diese Aktivierung sorgt dafür, dass anschließende Prozesse wie Kleben oder Beschichten direkt im Anschluss an die Laser-LIBS-Behandlung durchgeführt werden können.
Die Behandlung von Oberflächen mit hochenergetischen Lasern birgt das Risiko einer Überbehandlung. Besonders in der Faserverbundtechnik kann eine zu intensive Bearbeitung problematisch sein: Wird die Verstärkungsfaser an der Oberfläche freigelegt – etwa bei kohlefaserverstärkten Kunststoffbauteilen (CFK) – droht oxidative Schädigung. Dies kann zu erhöhtem Ausschuss und im schlimmsten Fall zu Bauteilversagen im Einsatz führen.
Um sowohl Unter- als auch Überbehandlungen zu vermeiden, wird der Reinigungs- und Aktivierungsprozess mittels laserinduzierter Plasmaspektroskopie inline überwacht. Die Analyseergebnisse steuern in Echtzeit die Prozessparameter. Auf diese Weise wird eine hohe Reinigungsleistung erzielt, Überbehandlungen werden vermieden und gleichzeitig Prozesszeit eingespart.
Das SKZ lädt am 25. September 2025 zum digitalen Auftakt des IGF-Projekts LIBS-OF ein. Interessierte Unternehmen können sich gerne bei Stefanie Grunert melden.
Das Projekt LIBS-OF (Fördernummer 01IF23668N) läuft vom 1. März 2025 bis 28. Februar 2027 und wird durch den DLR-Projektträger (Bereich Gesellschaft, Innovation, Technologie) sowie das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE) gefördert.
Das SKZ ist ein Klimaschutzunternehmen und Mitglied der Zuse-Gemeinschaft. Diese ist ein Verbund unabhängiger, industrienaher Forschungseinrichtungen, die das Ziel verfolgen, die Leistungs- und Wettbewerbsfähigkeit der Industrie, insbesondere des Mittelstandes, durch Innovation und Vernetzung zu verbessern.
FSKZ e. V.
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