Verbundprojekt: Hybrid Laserprozess-Arbeitsstation zur Überbrückung von nano-funktionalen Merkmalen zu makroskopischen Bauteilen; Teilprojekt: Hybrides Laserdirektschreiben mit Mikro-Stereolithographie

Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung und Realisierung (Demonstrator) einer hybriden Bearbeitungstechnik zur Herstellung makroskopischer Bauelemente mit nano-skaligen 3D-Funktionselementen. Dazu werden an der Hochschule zunächst verschiedene polymere und hybridpolymere Fotoresiste auf ihre gemeinsame Tauglichkeit für das Laserdirektschreiben (LDW) mittels Zwei-Photonenabsorption und die Mikrostereolithographie evaluiert. Darüber hinaus wird durch die Verwendung kürzerer Wellenlängen sowie nichtrotationssymmetrischer Emissionsprofile der verwendeten Ultrakurzpulslaser für das Laserdirektschreiben kleinere Nanofeatures realisiert. Zudem wird die Schreibgeschwindigkeit des LDW durch den Einsatz innovativer Optikkonzepte wie Strahlformungsoptiken oder räumliche Lichtmodulatoren um Größenordnungen erhöht. Damit wird insgesamt eine Makrolaserfertigungstechnologie mit 3D nano-skaligen Merkmalen für Anwendungen in der Medizintechnik zur Verfügung gestellt. Das Vorhaben stützt sich auf experimentelle Untersuchungen zum Laserdirektschreiben mit Ultrakurzpulslasern unterschiedlicher Wellenlängen auf der Basis einer Statistischen Versuchsplanung, um die relevanten Einflussparameter und deren Wechselwirkungen auf das Ergebnis des LDW zu bestimmen, materialwissenschaftlichen Charakterisierungen, Simulationen der Optiken und einer apparativen Entwicklung einer hybriden Fertigungstechnik. Der Arbeitsplan des Vorhabens umfasst insgesamt 8 Arbeitspakte, von denen die Hochschule im Rahmen des Eurostars-Projektes drei federführend übernimmt. Dies sind i) die Untersuchungen und Optimierung des Laserdirektschreibens via Zwei-Photonen-Absorption, ii) die Entwicklung und Anwendung neuer Optikkonzepte für das Laserdirektschreiben und iii) die technologische Zusammenführung des Laserdirektschreibens und der Mikrostereolithographie. Bei den anderen Arbeitspaketen, die federführend durch die beiden beteiligten KMU durchgeführt werden, trägt die Hochschule inhaltlich bei.