Additive Fertigung mit Strukturauflösung im Nanometer Bereich (NanoADD)

• Fachliche Zuordnung: Ur- und Umformtechnik, Additive Fertigungsverfahren
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 497362183

Als forschungsstärkste Hochschule für angewandte Wissenshaften in Baden-Württemberg weist sich die Hochschule Aalen durch zwei Forschungsschwerpunkte aus – Advanced Materials and Manufacturing und Photonics. Tragende Säule des Forschungsschwerpunktes Photonics ist das Zentrum für Optische Technologien (ZOT) – ein Zusammenschluss von 5 Forschergruppen der Hochschule in der angewandten Optik. Im Rahmen dieses Vorhabens soll ein strategischer Aufbau am ZOT erfolgen, um erkenntnisorientierte Forschung nachhaltig im Bereich der angewandten Optik zu etablieren.Ein wesentliches Profilelement des ZOT ist die Entwicklung neuer Technologien im Bereich der additiven Fertigung für optische Anwendungen. So wird z.B. im Rahmen des DFG-Programms „Neue Geräte für die Forschung“ eine roboterbasierte additive Fertigungsplattform entwickelt oder in einem DFG Sachbeihilfeprojekt die additive Fertigung von Mikrolinsen mit Hilfe elektrischer Felder untersucht. Aber auch in BMBF Programmen ist das ZOT im Bereich additiver Fertigung von Optiken auf der Größenskala >1µm in einer Vielzahl von Projekten vertreten.Hinsichtlich der strategischen Weiterentwicklung des ZOT ist es zwingend erforderlich, dass das ZOT seine Forschungsaktivitäten von der „Mikro“ auf die „Nanowelt“ ausweitet, um zusätzliche wissenschaftliche Fragestellungen unter Beeinflussung der Eigenschaften des Lichts wie Phase oder Polarisation adressieren zu können. Eine durchgeführte Gap Analyse zeigt, dass hierzu verstärkt erkenntnisorientierte Forschung notwendig ist. Die dafür erforderliche apparative Ausstattung ist nicht am ZOT vorhanden. Daher wird im Rahmen des Vorhabens NanoADD ein additives Fertigungssystem beantrag, das basierend auf der 2- Photonen-Polymerisation eine Strukturauflösung im Nanometerbereich ermöglicht. Eine solche Auflösung ist für additiv gefertigte optische Komponenten notwendig, da diese in der Größenordnung der Wellenlänge des sichtbaren Lichts liegt. Ein wesentlicher Punkt ist dabei auch, eine Analyse der gefertigten Strukturen zu ermöglichen, weshalb ein Rasterelektronenmikroskop Bestandteil des beantragten Gesamtsystems ist. Ein weiteres Ziel in NanoADD ist es, auf Basis der beantragten Infrastruktur 6 neue DFG-Anträge zu initiieren, um unterschiedlichste grundlagenorientierte Themen zu adressieren. Dadurch kann die erkenntnisgeleitete Forschung am ZOT auf eine neue Ebene gehoben werden. Die beantragte Infrastruktur ermöglicht einerseits erstmalig grundlegende Fragestellungen in laufenden Projekten anzugehen:• in der roboterbasierten additiven Fertigung• bei diffraktiven optischen neuronalen Netzen • im Falle der Formanpassung flüssiger Polymere durch elektrische Felder. Andererseits sollen mit der beantragten Geräteausstattung und mit Partnern Pilotprojekte zur Erarbeitung von DFG Anträgen realisiert werden:• durch Kombination des beantragten additiven Fertigungssystems mit der Nanoimprint-Lithographie• in der Politur von Freiformoberflächen• und in der Mikrofluidik

• DFG-Verfahren: Großgeräteinitiative
• Großgeräte: Maskenloses Lithografiesystem
• Gerätegruppe: 0910 Geräte für Ionenimplantation und Halbleiterdotierung
• Antragstellende Institution: Hochschule Aalen - Technik und Wirtschaft
• Leiter: Professor Dr. Andreas Heinrich
• Beteiligte Person: Professor Dr. Rainer Börret