Dr. Benedikt Hauer – Barriere-Schichtdicken inline messen
Zu Gast: Dr. Benedikt Hauer, Physiker am Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik IPM (Freiburg)
Thema: Entwicklung einer optischen Messtechnik zur Inline-Erfassung hauchdünner Barriereschichten (SiOx, AlOx) auf Verpackungen
1. Hintergrund & Motivation
Herausforderung in der Verpackungsindustrie: Extrem dünne Barriere-Schichten (u. a. gegen Feuchtigkeit oder Sauerstoff) sind unsichtbar und müssen genau gemessen werden.
Bisherige Verfahren: Oft nur stichprobenartig und langsam (z. B. Röntgenfluoreszenz). Fehlende Inline-Lösungen für die laufende Produktion.
Ziel: Schnelle, kontinuierliche Qualitätskontrolle, um Ausschuss zu reduzieren und Ressourcen zu schonen.
2. Fraunhofer IPM und seine Expertise
Institut in Freiburg: Spezialisierung auf optische Messtechnik, traditionsreiches Fraunhofer-Institut.
Dr. Benedikt Hauer: Physiker mit Schwerpunkt Nahfeld-Optik.
Zusammenarbeit: Enge Kooperation mit anderen Fraunhofer-Instituten (z. B. IVV in Freising) sowie Industriepartnern (z. B. Plasma Electronic).
3. Optische Inline-Messtechnik
Funktionsprinzip: Bestimmung der Schichtdicke durch Messung der Reflektivität bzw. Absorption im Infrarotbereich.
Genauigkeit: Auf wenige Nanometer präzise – entscheidend bei dünnen Barrieren aus Siliziumoxid (SiOx) oder Aluminiumoxid (AlOx).
Vorteile:
Real-Time-Messung im laufenden Prozess (Inline)
Hohe Wiederholgenauigkeit und schnelle Auswertung
Keine gesundheitsschädliche Strahlung wie bei Röntgenverfahren
4. Anwendung in der Industrie
Erste Integration: In Beschichtungsanlage von Plasma Electronics.
Ergebnis: Nachweisbare Inline-Messung von Siliziumoxid-Schichten mit Nanometerpräzision.
Aktuelle Entwicklung: Erhöhung der Messrate auf mehrere Kilohertz, um selbst hochdynamische Prozesse erfassen zu können.
5. Potenzial für die Folienindustrie
Rolle-zu-Rolle-Prozesse: Dominierendes Verfahren für flexible Verpackungen.
Nächster Schritt: Ausbau von Punktmessungen zur flächendeckenden Bahnüberwachung mit mehreren Sensoren.
Langfristige Vision: Vollständige Qualitätskontrolle über die gesamte Materialbreite in Echtzeit.
6. Marktreife & Ausblick
Verfügbarkeit:
Sensor für Batch-Prozesse (statisch, z. B. in Beschichtungsanlagen) ist bereits erhältlich.
Rolle-zu-Rolle-Lösung noch in der Optimierung (Herausforderungen: mechanische Bewegung, „Bahnflattern“, Langzeitstabilität).
Testmöglichkeiten:
Fraunhofer IPM bietet Machbarkeitsstudien für interessierte Unternehmen an.
Proben können zur Analyse eingesendet werden.7. Fazit & Ausblick
Revolution in der Qualitätskontrolle: Inline-Messtechnik ermöglicht kontinuierliche Überwachung ultradünner Schichten in Echtzeit.
Relevanz: Steigende Anforderungen an Recyclingfähigkeit und Ressourceneffizienz machen präzise Messtechnik unverzichtbar.
Nächste Gelegenheit: Live-Präsentation bei Expertentreff Barrierefolien in Würzburg, Vortrag von Benedikt Hauer zu diesem spannenden Thema.
Kontakt & weitere Infos:
Fraunhofer IPM: www.ipm.fraunhofer.de (Informationen zu aktuellen Projekten und Kooperationen)
Viel Spaß beim Hören und Entdecken neuer Technologietrends in der Verpackungsbranche!
