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Text: James Woodcock
Die Fertigung von Halbleitern ist auf Laseroptiken, Inspektionssysteme und Messtechnik angewiesen, die unter äußerst engen Toleranzen arbeiten. Bereits mikroskopisch kleine Partikelablagerungen können die Messgenauigkeit beeinträchtigen und den Wartungsaufwand erhöhen. Üblicherweise kommen daher Luftreiniger, Absaugsysteme oder vakuumgestützte Lösungen zum Einsatz, die jedoch zusätzlichen Bauraum benötigen und die Systemkomplexität erhöhen.
Sinto Advanced Ceramics Europe verfolgt mit seiner neuen Optikschutzkappe einen anderen Ansatz. Das additiv gefertigte Bauteil vereint drei Funktionen in einer einzigen Komponente. Neben dem mechanischen Schutz der Optik erzeugen integrierte Kanäle ein gezieltes Vakuum, das Partikel und Prozessrückstände von der optischen Achse wegführt. Auch die Montage- und Befestigungselemente sind direkt in die Bauteilgeometrie integriert.
Die Komponente besitzt eine Grundfläche von 20 × 20 Millimetern und eine Höhe von 6,5 bis 12 Millimetern. Gefertigt wird sie aus yttriumstabilisiertem Zirkonoxid mittels keramischer Stereolithografie. Da Anlagenkomponenten in Halbleiterfabriken durch Verschleiß selbst zu einer Quelle von Kontaminationen werden können, tragen technische Keramiken aufgrund ihrer hohen Verschleißfestigkeit dazu bei, die Entstehung von Partikeln zu minimieren. Gleichzeitig bieten sie hohe Festigkeit und Bruchzähigkeit.
Das Unternehmen beschreibt sein Konstruktionsprinzip klar: Die Geometrie folgt den funktionalen Anforderungen und nicht den Einschränkungen von Werkzeugen oder Bearbeitungsrichtungen. Die Anordnung der Kanäle lässt sich für unterschiedliche optische Systeme direkt im CAD-Modell anpassen, ohne dass neue Werkzeuge erforderlich sind.
Das in Immenstadt ansässige Unternehmen, das bis Anfang dieses Jahres unter dem Namen Bosch Advanced Ceramics firmierte, gehört seit Januar zur Sintokogio-Gruppe. Die Optikschutzkappe wird im November auf der Semicon Europa in München vorgestellt.
Dank ihrer EASA-Zulassungen nach Part 21.G und 21.J kann Lufthansa Technik flugtaugliche Bauteile im eigenen Haus entwickeln, herstellen und zertifizieren. Für die Produktion fiel die Wahl auf Materialise, unter anderem aufgrund des Metal Competence Centers in Bremen sowie der EN-9100-Zertifizierung für den Metallbereich. Nach erfolgreichem Audit wurde Materialise als Lieferant qualifiziert und arbeitete anschließend gemeinsam mit den Ingenieuren von Lufthansa Technik an Prozessstabilität und Produktionskontrollen.
Die Verschlüsse sind inzwischen zertifiziert und im Flugbetrieb im Einsatz. Die erwartete Lebensdauer ist deutlich höher als die des ursprünglichen Bauteils. Zudem kann bei einer Reparatur nun gezielt nur der Verschluss ausgetauscht werden, statt die gesamte Rolladeneinheit ersetzen zu müssen. Materialise wurde seitdem außerdem als offizieller „Workbench“-Partner für Metallbauteile benannt.
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