Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPTForschungsprojekt »EFFEkT«
Innovative Prozesskette mit vorteilhafter Ökobilanz
Die Anforderungen an LED-Optiken steigen: Neben einer hohen thermischen Belastbarkeit und einer Beständigkeit gegenüber UV-Strahlung sind auch eine hohe Kratzfestigkeit sowie eine längere anvisierte Lebensdauer von mehr als 50 000 Stunden gewünschte Eigenschaften. Glas gewährleistet als Werkstoff diese hohen Leistungsdaten. Die Produktion von LED-Optiken aus Glas ist durch eine Vielzahl an energieintensiven Einzelprozessen gekennzeichnet, die unter Einsatz umweltschädlicher Schleif- und Poliermittel zu einer relativ geringen Materialausbeute führen.
Entwicklung einer energie- und ressourceneffizienten Prozesskette zur waferbasierten Fertigung von LED-Glasoptiken
Ziel des Forschungsprojekts »EFFEkT« war es, eine energie- und ressourceneffiziente Prozesskette für die waferbasierte Fertigung von LED-Glasoptiken zu entwickeln. Dafür wurden geeignete Glasaufheiz- und Umformungsprozesse entwickelt, die zugehörigen technischen Anlagen geplant und aufgebaut. Die messtechnische Evaluation der Optiken diente dazu, die Prozesse qualitativ zu bewerten. Dafür wurden Prozessdaten gesammelt und aufbereitet, damit diese für eine umfassende Datenanalyse zur Verfügung stehen. Die Datenanalyse diente der Unterstützung der Prozessentwicklung und führte zu einer energetischen sowie wirtschaftlichen Bewertung der Prozesskette.
Dem Konsortium ist es gelungen, ein geeignetes Umformwerkzeug für die Herstellung komplexer Glasoptiken zu entwickeln und herzustellen. Anlagenintegrierte Sensorik und individuelle Messstrategien trugen zu einer vollständigen Charakterisierung der Wafer bei. Eine Datenbank ermöglichte die Sammlung relevanter Prozess- und Qualitätsdaten, die anhand einer grafischen Benutzeroberfläche dargestellt werden. Die Auswahl und Nutzung von Machine-Learning-Algorithmen erlaubte es, Muster in der Prozessentwicklung zu erkennen und damit optimale Prozessparameter zur Herstellung von Glaswafern zu bestimmen.
Projektkonsortium
- Füller Glastechnologie Vertriebs-GmbH
- J. Hauser GmbH & Co. KG
- son-X GmbH
- Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT
Projektträger
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie
Förderkennzeichen
03ET1360A