Home Technology Steuerung von Laser-induzierten periodischen Oberflächenstrukturen
Article
Licensed
Unlicensed Requires Authentication

Steuerung von Laser-induzierten periodischen Oberflächenstrukturen

Automatische Polarisationskontrolle
  • Eckart Uhlmann

    Prof. Dr. h. c. Dr.-Ing. Eckart Uhlmann ist ordentlicher Universitätsprofessor für Fertigungslehre, Produktionstechnik und Werkzeugmaschinen an der TU Berlin. Weiterhin, er ist der Leiter des Fraunhofer-Instituts für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik (IPK) sowie des Fachgebiets Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik am Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb der TU Berlin im Produktionstechnischen Zentrum Berlin.

    , Luiz Schweitzer

    Luiz Schweitzer ist Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer IPK bei dem Anwendungszentrum Mikroproduktionstechnik und beschäftigt sich hauptsächlich mit der Laserbearbeitung für biomedizinische Anwendungen.

    EMAIL logo
    , Peter Schneider

    Peter Schneider ist Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Laser Mikrotechnologie Dr. Kieburg GmbH (Lμt) mit Schwerpunkt auf der Entwicklung von Lasermaschinen und -verfahren.

    , Andre Michel

    Andre Michel ist Geschäftsführer vom Laser Mikrotechnologie Dr. Kieburg GmbH (Lμt).

    and Christoph Hein

    Christoph Hein ist Abteilungsleiter des Anwendungszentrums Mikroproduktionstechnik vom Fraunhofer IPK.

Published/Copyright: October 20, 2021

Abstract

Laser-induzierte periodische Oberflächenstrukturen (LIPSS) weisen ein hohes Potenzial für Anwendungen in den Bereichen der Oberflächenfunktionalisierung auf. Die Steuerung der Richtung dieser Nanostrukturen kann nur durch Änderung der Laserpolarisation erfolgen. Auf dem Markt gibt es kein System zur automatischen Änderung der LIPSS-Orientierung. Für den industriellen Einsatz ist dies vom Vorteil, um Inhomogenität im Strukturverlauf zu vermeiden. In diesem Beitrag wird eine Systemlösung vorgestellt, indem die Steuerung der Richtung von Nanotexturen ermöglicht wird.

Abstract

Laser-induced periodic surface structures (LIPSS) show high potential for applications in the fields of surface functionalisation. Controlling the direction of these nanostructures can only be done by changing the laser polarisation. There is no system on the market for automatically changing the LIPSS orientation. For industrial use it is advantageous to avoid inhomogeneity. In this paper, a system solution is presented in which the control of the direction of nanotextures is enabled.


Tel.: +49 (0) 30 39006-411

Funding statement: Förderhinweis

Funding statement: Diese Forschungsarbeit wurde von der Investitionsbank Berlin (IBB) gefördert und kofinanziert von der Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE)

About the authors

Prof. Dr. h. c. Dr.-Ing. Eckart Uhlmann

Prof. Dr. h. c. Dr.-Ing. Eckart Uhlmann ist ordentlicher Universitätsprofessor für Fertigungslehre, Produktionstechnik und Werkzeugmaschinen an der TU Berlin. Weiterhin, er ist der Leiter des Fraunhofer-Instituts für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik (IPK) sowie des Fachgebiets Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik am Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb der TU Berlin im Produktionstechnischen Zentrum Berlin.

Luiz Schweitzer

Luiz Schweitzer ist Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer IPK bei dem Anwendungszentrum Mikroproduktionstechnik und beschäftigt sich hauptsächlich mit der Laserbearbeitung für biomedizinische Anwendungen.

Peter Schneider

Peter Schneider ist Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Laser Mikrotechnologie Dr. Kieburg GmbH (Lμt) mit Schwerpunkt auf der Entwicklung von Lasermaschinen und -verfahren.

Andre Michel

Andre Michel ist Geschäftsführer vom Laser Mikrotechnologie Dr. Kieburg GmbH (Lμt).

Christoph Hein

Christoph Hein ist Abteilungsleiter des Anwendungszentrums Mikroproduktionstechnik vom Fraunhofer IPK.

Literatur

1 Ionin, A. A.; Klimachev, Y. M.; Kozlov, A. Y.; Kudryashov, S. I.; Ligachev, A. E.; Makarov, S. V. et al.: Direct Femtosecond Laser Fabrication of Antireflective Layer on GaAs Surface. Appl Phys B 111 (2013), S. 419–423 DOI: /10.1007/s00340-013-5350-4/10.1007/s00340-013-5350-4Search in Google Scholar

2 Bonse, J.; Koter, R.; Hartelt, M.; Spaltmann, D.; Pentzien, S.; Höhm, S. et al.: Femtosecond Laser-induced Periodic Surface Structures on Steel and Titanium Alloy for Tribological Applications. Appl Phys A 117 (2014), S. 103–110 DOI: /10.1007/s00339-014-8229-2/10.1007/s00339-014-8229-2Search in Google Scholar

3 Cunha, A.; Serro, A. P.; Oliveira, V.; Almeida, A.; Vilar, R.; Durrieu, M.-C.: Wetting Behaviour of Femtosecond Laser Textured Ti-6Al-4V Surfaces. Appl Surface Sci 265 (2013), S. 688–696 DOI: /10.1016/j.apsusc.2012.11.085/10.1016/j.apsusc.2012.11.085Search in Google Scholar

4 Uhlmann, E.; Schweitzer, L.; Cunha, A.; Polte, J.; Huth-Herms, K.; Kieburg, H.; Hesse,B. Application of Laser Surface Nanotexturing for the Reduction of Peri-implantitis on Biomedical Grade 5 Ti-6Al-4V dental abutments. San Francisco, Photonics West, 2019 DOI: /10.1117/12.2509701/10.1117/12.2509701Search in Google Scholar

5 Shinonaga, T.; Tsukamoto, M.; Kawa T, Chen, P.; Nagai, A.; Hanawa, T.: Formation of Periodic Nanostructures Using a Femtosecond Laser to Control Cell Spreading on Titanium. Appl Phys B 119 (2015), S. 493–496 DOI: /10.1007/s00340-015-6082-4/10.1007/s00340-015-6082-4Search in Google Scholar

6 Bonse, J.; Kruger, J.; Hohm, S.; Rosenfeld, A.: Femtosecond Laser-induced Periodic Surface Structures. Journal of Laser Applications 24 (2012), 042006. DOI: /10.2351/1.4712658/10.2351/1.4712658Search in Google Scholar

7 Astagneau, X. P.; Rioux, C.; Golliot, F.; Brucker, G.: Morbidity and Mortality Associated with Surgical Site Infections: Results from the 1997 – 1999 INCISO Surveillance. Journal of Hospital Infection 48 (2001), S. 267–274 DOI: /10.1053/jhin.2001.1003/10.1053/jhin.2001.1003Search in Google Scholar

8 Garrett, X T. R.; Bhakoo, M.; Zhang, Z.: Bacterial Adhesion and Biofilms on Surfaces. Progress in Natural Science 18 (2008), S. 1049–1056 DOI: /10.1016/j.pnsc.2008.04.001/10.1016/j.pnsc.2008.04.001Search in Google Scholar

9 Campoccia, D.; Montanaro, L.; Arciola, C. R.: The Significance of Infection Related to Orthopedic Devices and Issues of Antibiotic Resistance. Biomaterials 27 (2006), S. 2331–2339 DOI: /10.1016/j.biomaterials.2005.11.044/10.1016/j.biomaterials.2005.11.044Search in Google Scholar

10 Subbiahdoss, G.; Kuijer, R.; Grijpma, D. W.; van der Mei, H. C.; Busscher, H. J.: Microbial Biofilm Growth vs. Tissue Integration: „The Race for the Surface“ Experimentally Studied. Acta Biomaterialia 5 (2009), S. 1399–1404 DOI: /10.1016/j.actbio.2008.12.011/10.1016/j.actbio.2008.12.011Search in Google Scholar

11 Wright, J. A.; Nair, S. P.: Interaction of Staphylococci with Bone. International Journal of Medical Microbiology 300 (2010), S. 193–204 DOI: /10.1016/j.ijmm.2009.10.003/10.1016/j.ijmm.2009.10.003Search in Google Scholar

12 Vorobyev, A. Y.; Guo, C.: Direct Femtosecond laser Surface Nano/Microstructuring and Itsapplications. aser & Photonics Reviews 7 (2013), S. 385–407 DOI: /10.1002/lpor.201200017/10.1002/lpor.201200017Search in Google Scholar

13 Oliveira, V.; Ausset, S.; Vilar, R.: Surface Micro/Nanostructuring of Titanium under Stationary and Non-stationary Femtosecond Laser Iirradiation. Applied Surface Science 255 (2009), S. 7556–7560 DOI: /10.1016/j.apsusc.2009.04.027/10.1016/j.apsusc.2009.04.027Search in Google Scholar

14 Delgado-Ruíz, R. A.; Calvo-Guirado, J. L.; Moreno, P.; Guardia, J.; Gomez-Moreno, G.; Mate-Sánchez, J. E.; Ramirez-Fernández, P.; Chiva, F.: Femtosecond Laser Microstructuring of Zirconia Dental Implants. Journal of Biomedical Materials Researc B 96 (2011), S. 91–100 DOI: /10.1002/jbm.b.31743/10.1002/jbm.b.31743Search in Google Scholar

15 Aguilar, C. A.; Lu, Y.; Mao, S.; Chen, S.: Direct Micro-patterning of Biodegradable Polymers Using Ultraviolet and Femtosecond Lasers. Biomaterilas 26 (2005), S. 7642–7649 DOI: /10.1016/j.biomaterials.2005.04.053/10.1016/j.biomaterials.2005.04.053Search in Google Scholar

Published Online: 2021-10-20
Published in Print: 2021-10-31

© 2021 Walter de Gruyter GmbH, Berlin/Boston, Germany

Articles in the same Issue

  1. Inhalt
  2. Editorial
  3. Digitale Transformation im Vormarsch
  4. Arbeitsplanung
  5. Deep Learning zur Unterstützung der Arbeitsplanung
  6. Automatisierung
  7. Wie Automatisierung die Zukunft der Produktion verändern wird
  8. Mensch und Roboter
  9. Wirtschaftliche Mensch-Roboter-Arbeitssystemgestaltung
  10. Qualitätsmanagement
  11. Prädiktive Qualität in der Prozesslenkung
  12. Instandhaltung
  13. Predictive Maintenance – Voraussetzungen und Potenziale
  14. Qualitätsmanagement und vorausschauende Instandhaltung auf der Basis synthetischer Datensätze
  15. Störungsmanagement
  16. Innovatives Störungsmanagement in der XXL-Montage
  17. Laser-Technologie
  18. Steuerung von Laser-induzierten periodischen Oberflächenstrukturen
  19. Elektromobilität
  20. Cell-to-Pack-Technologie für Li-Ionen-Batterien
  21. Identifikation qualitätskritischer Parameter
  22. Additive Fertigung
  23. Digitale Assistenz in der Additiven Fertigung
  24. Einführung einer In-situ-Prozess-Überwachung in der additiven Materialextrusion
  25. Spannsysteme
  26. Sichere Werkstückspannung bei der Fräsbearbeitung mit Dreibackenfuttern
  27. Arbeitssicherheit
  28. Augmented Reality zur Steigerung der Arbeitssicherheit von Mobilkranen
  29. Studie
  30. Traceability-Systeme als Enabler für Process Mining
  31. Mensch und KI
  32. Mensch-KI-Teaming: Mensch und Künstliche Intelligenz in der Arbeitswelt von morgen
  33. Digitale Technologien
  34. Vergleich von Methoden zur Auswahl Digitaler Technologien für KMU
  35. Digitale Assistenzsysteme
  36. Einführung neuer Produktvarianten in digitalen Montage-Assistenzsystemen
  37. Virtuelle Realität
  38. Automatisierte Erstellung von Virtual-Reality-Schulungen
  39. Vorschau
  40. Vorschau
Downloaded on 22.1.2026 from https://www.degruyterbrill.com/document/doi/10.1515/zwf-2021-0169/html
Scroll to top button