Andrés Lasagni (rechts) und Prof. Frank Mücklich (links) haben eine neue Methode gefunden, um mit Lasern sehr schnell Mikrostrukturen zu erzeugen. Foto: Klingseisen, Berthold-Leibinger-Stiftung
Dresdner Laserexperten gravieren selbstreinigende Oberflächen
Dresden, 27. Mai 2020. Der Traum von der Spüle, die nicht mehr gewienert werden muss, und vom Auto, das nicht mehr in die Wäsche muss, rückt näher: Dresden Wissenschaftler haben mit Lasern auf Alu-Platten wasserabweisende Mikrostrukturen eingraviert, die für einen Selbstreinigungseffekt sorgen. Gute Chancen für die mittlerweile auch für Großserien geeignete Technologie sehen die Forscher vor allem in der Autobranche, im Flugzeug-Bau und in der Lebensmittelindustrie . Das haben die Entwicklungspartner, die TU Dresden und das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) Dresden, mitgeteilt.
Auch um wasserabweisende Lotoseffekt-Muster auf Titanteile von Flugzeugen zu erzeugen, nutzen Ingenieure der TU Dresden und des Fraunhofer-Instituts IWS in Dresden die Laser-Strukturierung – hier unter dem Rasterelektronenmikroskop (REM) betrachtet. Abb.: A. Lasagni
Laser-Interferenz-Muster kann Flächen quadratmeterweise strukturieren
Die Technik dahinter nennt sich „Laser-Inferenz-Musterung“ und wird in der Fachwelt englisch als „DLIP“ abgekürzt. Dabei werden Laserstrahlen präzise so gesteuert und überlagert, dass sie ein Interferenz-Muster wie bei den Lichtexperimenten im Physikunterricht erzeugen. Ganze Quadratmeter lassen sich damit gleichzeitig belichten. Die Dresdner Ingenieure können damit auf einen Schlag auch sehr große Oberflächen mit Art winziger Noppen-Oberfläche gravieren, an der kein Wassertropfen mehr hängenbleiben kann. Dadurch können dann auch Schmutzteilchen ganz leicht und ohne chemische Reinigungsmittel entfernt werden. Das konnten die Wissenschaftler nun auch durch Aufnahmen mit Hochgeschwindigkeits-Kameras nachweisen. Zwar gibt es selbstreinigende Armaturen und andere Bauteile mit „Lotoseffekt“ durchaus schon, diese basieren aber in aller Regel auf Beschichtungen. Und diese Schichten können – anders als die Lasergravuren – altern und durch Kratzer beschädigt werden.
Flugzeuge, die nicht mehr vereisen
Die DLIP-Technik könnte beispielsweise dafür sorgen, dass Flugzeuge künftig sicherer sind und weniger Verspätungen haben: An Tragflächen mit solchen Mikrostrukturen könnte nämlich kein Wasser anhaften und damit verringern sich die Vereisungs-Gefahren.
Mikroskop-Video vom Abperleffekt (TUD):
Naht der selbstreinigende Keramikteller?
Aber auch im Haushalt könnte diese großflächigen Oberflächenstrukturierung für Entlastung sorgen, wenn künftig beispielsweise Tassen und Teller mikrograviert werden. Denn die Dresdner Laseranlagen können nicht nur Aluminium selbstreinigend machen, sondern auch andere Materialien. „Wir arbeiten aktuell an mehreren spannenden Projekten, mit dem Ziel großflächig filigrane Strukturen auf Metallen, Keramiken oder Polymeren in kürzester Zeit zu erzeugen“, verrät Prof. Andrés Fabián Lasagni. Der Argentinier gilt als internationale Koryphäe für DLIP-Anlagen gilt. Er ist am IWS und an der TU Dresden tätig und leitet hier das „Zentrum für fortgeschrittene Mikrophotonik“ (Camp).
Autor: Heiko Weckbrodt
Quellen: IWS, TUD, Oiger-Archiv
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