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Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT
Das Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT ist eins von derzeit 66 Instituten und selbständigen Einrichtungen der Fraunhofer-Gesellschaft, der größten Organisation für angewandte Forschung in Europa.

Fraunhofer UMSICHT in Oberhausen betreibt angewandte Forschung, entwickelt innovative Technologien für öffentliche und industrielle Auftraggeber und setzt diese in marktfähige Produkte und Verfahren um.

Wir bieten Ihnen anspruchsvolle Aufgaben mit Verantwortung und Gestaltungsspielraum sowie vielfältige Qualifizierungsmöglichkeiten im Rahmen unserer Personalentwicklung und fördern die Vereinbarkeit von Beruf und Familie.

Ausgangssituation
Superhydrophobe (extrem wasserabweisende) Oberflächen werden heute großflächig nur durch Kombination von Oberflächenstruktur und chemischer Modifizierung hergestellt. Sie verlieren ihre unbenetzbaren Eigenschaften im Gebrauch sehr schnell durch Abrieb oder chemische Korrosion, was ihre Einsatz-möglichkeiten stark einschränkt.
Einen neuen Ansatz zur Herstellung von superhydrophoben und langlebigen Schichten bietet ein neues Laserstrukturierungsverfahren, das den sekundären Effekt der Selbstorganisation bei der Bearbeitung mit Ultrakurzpulslasern (UKP-Laser) nutzt. Bei Bestrahlung einer metallischen Oberfläche mit einem solchen Laser werden infolge eines Selbstorganisationsprozesses quasiperiodische Mikro- und Nanostrukturen in der Größenordnung von 10 nm bis 50 µm in einem einzigen Prozessschritt hergestellt. Sie werden als LIPSS bezeichnet - laser induced periodic surface structures. LIPSS besitzen Abmaße, die viel kleiner als der eigentlich belichtete Bereich sind und lassen sich in vertretbaren Bearbeitungszeiten auf großen Flächen herstellen. Abhängig von den Laserparametern können unterschiedlich ausgeprägte LIPSS erstellt werden, welche variable Benetzungseigenschaften aufweisen.
Fraunhofer UMSICHT verfügt über ein mit einem UKP-Laser ausgestattetes Laserlabor. Die technischen Spezifikationen sind wie folgt: 
  • Wellenlänge 343 nm
  • mittlere Leistung 5 W, 
  • Pulslänge <10 ps, 
  • 4 Bearbeitungsachsen
  • 4 Fokussieroptiken (Brennweite: f=32 mm, f=56 mm, f=100 mm, f=160 mm)

  • Zielsetzung
    Ziel der Arbeit ist es, eine Aussage über den Einfluss verschiedener Laserparameter (z.B. Laserleistung, Fokussieroptik, Einwirkzeit, Wiederholungen und Bearbeitungsstrategien) auf das Bearbeitungsergebnis und die Benetzbarkeit von LIPSS zu erlangen. Ein systematischer Versuchsplan zur Herstellung verschiedene hydrophober Schichten
    (ca. 10 x 10 mm) die Kontaktwinkel zwischen 90 und 160° aufweisen soll erstellt werden. Die mikroskopische Auswertung erfolgt selbstständig an 2D- und 3D-Mikroskopen. Zusammenhänge zwischen dem Bearbeitungsergebnis und den Laserparametern sollen erkannt und optimiert werden.

    Welche Aufgaben Sie bearbeiten:
  • Literaturrecherche
  • Entwicklung eines Versuchsplans
  • Durchführen der Laserbearbeitung
  • Mikroskopische Analyse der Bearbeitungsergebnisse
  • Versuche zur Benetzbarkeit der LIPSS
  • Dokumentation der Ergebnisse
  • Bachelorarbeit / Masterarbeit zum Thema »Optimierung der laserbasierten Herstellung großflächiger superhydrophober Oberflächen für verfahrenstechnische Bauteile«

    Kennziffer: UMSICHT-2016-3
    Ihre Aufgaben:
  • ein freundliches und kreatives Arbeitsklima
  • ein innovatives Forschungsumfeld mit Industrienähe
  • Gestaltungsfreiraum in der Forschung


  • Ihre Voraussetzungen:
    Naturwissenschaftliches Studium, Interesse am Umgang mit Fertigungsanlagen, Werkstoffkentnisse

    Fragen zu dieser Position beantwortet gerne:
    Dennis Schlehuber, M.Sc.
    Osterfelder Str. 3
    46047 Oberhausen
    Tel: 0208/8598-1193
    dennis.schlehuber@umsicht.fraunhofer.de
    Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT
    Oberhausen

    http://www.umsicht.fraunhofer.de


    Erschienen auf academics.de am 05.02.2016
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