Im Rahmen des Forschungsprojektes FlaMe wurde eine neue Anlage zum Laserpulverbettschweißen von metallischen Werkstoffen (PBF-LB/M) mit einem grünen Hochleistungslaser der Fa. Trumpf erfolgreich in Betrieb genommen. Die Anlage soll im Rahmen des Projektes dazu genutzt werden, die Herausforderungen bei der laserbasierten Verarbeitung hochreiner Kupferwerkstoffe zu überwinden und somit neuartige Aufbaukonzepte leistungselektronischer Module zu ermöglichen.

Im Rahmen des Forschungsprojektes Flame soll eine flexible und energieeffiziente Prozesskette zur Produktion kundenspezifischer Leistungselektronik in kleinen Losgrößen erarbeitet werden. Je nach Einsatzbereich und der zu erfüllenden Funktion variieren die Produkte in ihrem Aufbau, den verwendeten Werkstoffen und Halbleiterkomponenten. Die sich daraus ergebende Produktvielfalt, stellt eine Herausforderung für die heutige Prozesskette leistungselektronischer Module dar. Um dieses Problem zu lösen, wird ein Fertigungskonzept entwickelt, welches durch die Substitution konventioneller Verfahren eine Reduzierung der Prozesskomplexität und der benötigten Ressourcen bei gleichzeitiger Erhöhung der Flexibilität ermöglicht. Das Laserpulverbettschweißen erlaubt hierbei durch seine digitale Prozessführung die Fertigung individueller, geometrisch komplexer Bauteile ohne den Einsatz produktspezifischer Werkzeuge. Die prozesssichere Verarbeitung von Kupfer mit infraroter Strahlung etablierter Lasersysteme ist allerdings aufgrund des hohen Reflektionsverhaltens eine Herausforderung. Durch eine erhöhte Absorption von Kupfer im grünen Spektralbereich kann die hohe erforderliche Energie zum Aufschmelzen des Pulverwerkstoffs effizient eingetragen werden. Um den Prozess weiter zu begünstigen und auch neuartige Produkte wie additive metallisierte Keramiksubstrate fertigen zu können, ist die Bauplattform zusätzlich mit einer auf 800 °C ausgelegten resistiven Hochtemperaturheizung ausgestattet.

Kontakt:


Manuela Ockel, M.Sc.

Wissenschaftliche Mitarbeiterin und Koordinatorin Technologiefeld Prozess- und Materialanalytik

Lehrstuhl für Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik
Elektronikproduktion