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Dr. Benedikt Hauer: Barriere-Schichtdicken inline messen

Dr. Benedikt Hauer: Barriere-Schichtdicken inline messen

Inno-Talk - Flexpack-Wissen vor 1 Jahr

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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!