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Nachhaltiger Durchblick

3D-Dünnglasherstellung kommt jetzt ohne Ätzen aus

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Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT
Flow Europe GmbH
Renishaw GmbH
Weil Technology GmbH

So verhindert man Strukturverzerrungen

Bei dieser Forschungsarbeit wurden auch verschiedene Beispielkomponenten praxisnah gefertigt – darunter funktionalisierte Mittelkonsolen sowie Windschutzscheiben, wie man erfährt. Weil aber erstmals vorstrukturierte Glasrohlinge so umgeformt wurden, galt es, die optimale Prozesstemperatur zu ermitteln – eine Herausforderung! Denn sie muss hoch genug zum exakten Umformen sein, darf dabei aber die Mikrostrukturen nicht verzerren. Zur Prozessüberwachung nutzten die IPT-Forscher deshalb verschiedene Sensoren, wie beispielsweise Temperaturfühler. Durch die Umformung verändern sich die zuvor eingebrachten Mikrostrukturen aber zwangsläufig. Damit die Strukturen dennoch die gewünschte Form und Position haben, hat man in Aachen eine Kompensationsmethode entwickelt, die mithilfe von Computersimulationen die zu erwarteten Verzerrungen im Voraus berechnen kann. Diese Verzerrungen werden dann schon bei der Strukturierung des Glasrohlings berücksichtigt, sodass die korrekt geformten Strukturen nach der Umformung an der richtigen Stelle sind. Das kennt man in der Kunststofftechnik von vordekorierten Rohlingen für Becher, die dann erst nach dem Thermoformen die korrekten Muster und Logos zeigen.

Laser plus nicht-isothermes Umformen ist am besten

Und im Rahmen eines Life Cycle Assessments (LCA) wurden die Prozessketten anhand zentraler ökologischer Kriterien wie Energie- und Materialbedarf auch gleich analysiert. Dabei stellte sich die Kombination aus Laserstrukturierung und nicht-isothermer Umformung bezüglich der CO₂-Emissionen als sehr effizient heraus, wie die Forscher wissen lassen. Und weil beide Prozesse – Laserstrukturierung und nicht-isotherme Umformung – vollkommen elektrisch ablaufen, hängen die jeweiligen CO₂-Emissionen direkt vom eingesetzten Strommix ab und werden mit fortschreitender Dekarbonisierung auch noch weiter sinken, heißt es zum Abschluss

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