Aufgabenstellung
Wo technische Materialien mit Medien in Kontakt sind, kommt es oft zu erhöhter Verschmutzungsanfälligkeit und verstärktem Verschleiß. Durch geeignete Oberflächenbehandlung lässt sich jedoch die Medienanhaftung reduzieren, so dass die Flüssigreibung vermindert und sogar selbstreinigende Effekte erzielt werden können, welche die Bauteillebensdauer verlängern. Man bezeichnet solche Oberflächen als hydrophob. Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines Laserprozesses und des Prozessverständnisses für die Herstellung von hydrophoben Oberflächen auf metallischen technischen Oberflächen. Anwendungsmöglichkeiten sind beispielsweise die Herstellung korrosionsbeständiger Oberflächenmodifikationen (z.B. Markierungen) von Edelstahloberflächen für die Medizin- und Mikrosystemtechnik.

Vorgehensweise
Im Projekt sollen hydrophobe Strukturen auf Edelstahl, Aluminium, Eloxal und Kupfer mittels Ultrakurzpulslasern so strukturiert werden, dass sie superhydrophobe und selbstreinigende Eigenschaften entwickeln. Dabei soll der Mechanismus der Hydrophobie mittels verschiedener Analysemethoden physikalisch und oberflächenchemisch untersucht und basierend auf den Erkenntnissen optimiert werden. Zudem sollen die Rand- und Umgebungsbedingungen des Prozesses im Detail untersucht werden, um sie in Zukunft gezielt und reproduzierbar einstellen zu können.

Ergebnisse
Innerhalb des Projektes konnten für alle Werkstoffe Parameter zur Erzielung hydrophober Oberflächen ermittelt werden. Ein Diagramm aus den Untersuchungsergebnissen mit Kupfer ist in der Abbildung dargestellt. Aktuell wird untersucht, welchen Einfluss die Strukturgeometrie und insbesondere die Prozess- und Lagergase auf die Ausbildung der hydrophoben Eigenschaften haben.