Optische Präzisionssysteme schnell und kostengünstig mittels additiver Fertigung realisieren: Dies ist die Vision von PhoenixD. Forschende aus dem Maschinenbau, der Physik, der Elektrotechnik, der Informatik und der Chemie arbeiten gemeinsam an der Simulation, Herstellung und Anwendung optischer Systeme. Bislang werden solche Systeme zumeist auf Glasbasis in kleinteiligen Arbeitsschritten, oftmals sogar in Handarbeit, hergestellt. Experten der unterschiedlichen Disziplinen wollen nun zusammen an einem digitalisierten Fertigungssystem arbeiten, sodass individualisierte Produkte realisiert werden können. In diesem Teilprojekt wird an der Fertigung von planaren optischen Netzwerkstrukturen geforscht. Hierzu soll ein klassicher Druckprozesse, der Flexodruck, verwendet werden, um eine kostengünstige Produktion zu ermöglichen.

Der Flexodruck ist ein Hochdruckverfahren, das üblicherweise für das Bedrucken von Verpackungen eingesetzt wird. Eine Druckplatte, die auf einem Zylinder aufgespannt ist, funktioniert dabei ähnlich wie ein Stempel. Die erhabenen Strukturen, die entsprechend des gewünschten Druckmotivs strukturiert wurden, werden zunächst mit Lack benetzt. Das anschließende Abrollen hinterlässt dann die gewünschte Beschichtung mit Lack auf dem Substrat. In letzter Zeit wurde die Möglichkeit untersucht, elektronische Schaltungen drucktechnisch herzustellen. In diesem Teilprojekt wird der Flexodruck nun verwendet, um zusätzlich die Realisierung optischer Funktionen zu erforschen.

Der Flexodruck bietet die Vorteile, dass der Prozess einen sehr großen Durchsatz hat (bis zu 15.000 Bögen pro Stunde) und dadurch sehr niedrige Kosten pro Bogen realisiert werden können. Zudem stehen Flexodruck-Maschinen weltweit in großer Stückzahl zur Verfügung, so dass ein erprobter Produktionsprozess industriell realisierbar wäre. Nachteilig ist im Vergleich zum Tintenstrahldruck, dass für den Druckprozess strukturierte Druckplatten benötigt werden. Dadurch ist die Variabilität des Prozesses geringer, da für eine Änderung des Druckmotivs eine neue Druckplatte erstellt werden muss. Zudem steht bei derzeitigen Prozessen noch nicht die benötigte Auflösung zur Verfügung, um die geringen Strukturbreiten der Lichtwellenleiter zu realisieren.

Förderung durch: die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) im Rahmen der Exzellenzstrategie des Bundes und der Länder innerhalb des Exzellenzclusters PhoenixD (EXC 2122, Projekt-ID 390833453)