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Nr 49–50 2024 www markttechnik de 15 Clusteranlagen des Fraunhofer FEP für Puls-Magnetron-Sputterprozesse TÜV Süd entpuppt sich gerade die lang verteufelte Medical Device Regulation MDR als Katalysator für Qualität und Innovation »Die MDR ist das Beste was der europäischen Medizintechnikindustrie passieren konnte« sagt Schleimer Die sei auch nicht nur Berufsoptimismus die Zahlen und die Praxis sprächen eine klare Sprache »Bei uns landen die Zoll-Eskalationen asiatischer Unternehmen « Ein wichtiger Faktor ist für ihn die erhöhte Markttransparenz durch die EUDAMED »Wenn wir die EUDAMED einmal haben kann jeder Zollbeamte in Sekundenbruchteil sehen ob das Produkt was bei ihm auf der Rampe steht eine Zulassung für Europa hat « Dies verhindere effektiv das Eindringen nicht zugelassener Produkte in den europäischen Markt und führe in Kombination mit der MDR zu einer Marktbereinigung zugunsten qualitativ hochwertiger europäischer Produkte Besonders bemerkenswert ist für Bernd Schleimer jedoch der offensichtliche »Wandel in den Köpfen« der Medizintechnik-OEMs »Wo letztes Jahr noch die Probleme im Vordergrund standen diskutieren wir heute vielmehr die Lösungen« so sein Fazit aus diesem Jahr Statt sich von den Herausforderungen abschrecken zu lassen würden sich die Unternehmen nun auf die Chancen der Regulierung konzentrieren Nach den Jahren der Beschwerde und des lauten Klagens stellt auch Anton Hipp in der Abschlussdiskussion des Tuttlinger Innovation Forums fest »Die Firmen und Forscher denken um alle kommen ins Machen und Handeln« uh ■ Piezoelektrische Schichten spielen eine Schlüsselrolle bei der Herstellung von Ultraschallmikroskopen mit deren Hilfe die winzigen Strukturen in Halbleiterbauelementen und biologischen Zellstrukturen untersucht werden Die steigenden Anforderungen an die Qualität und Reproduzierbarkeit dieser Schichten stellen hohe Ansprüche an die komplexen Beschichtungsprozesse Piezoelektrische Dünnschichten sind hochkristalline Schichten bei denen durch Anlegen einer elektrischen Spannung eine Verformung des Materials auftritt wodurch beispielsweise Schallimpulse ausgesendet werden können Durch angepasste Schichteigenschaften und Schichtdicken sowie sehr schnelles Anlegen der Spannung lassen sich auch Ultraschallimpulse aussenden Für höhere Frequenzen und damit bessere Auflösung der Ultraschallmikroskope sind immer kürzer werdende Abstände der Schallimpulse notwendig Allerdings steigen die Anforderungen an die Schichtqualität und dementsprechend der Prozessqualität bei zunehmender Zielfrequenz stark an Um diesen wachsenden Anforderungen gerecht zu werden arbeiten sechs Partner im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung BMBF geförderten Gemeinschaftsprojektes »DigiMatUs «an der Digitalisierung von Beschichtungsprozessen zur Herstellung hochauflösender piezoelektrischer Ultraschallsensoren Das Fraunhofer-Institut für Elektronenstrahlund Plasmatechnik FEP in Dresden entwickelt in diesem Kontext einen digitalen Zwilling des Beschichtungsverfahrens für piezoelektrische Dünnschichten auf Basis von Aluminiumnitrid AlN und Aluminiumscandiumnitrid AlScN Neben der Optimierung der Ultraschallsensorik eröffnen die Projektergebnisse auch neue Möglichkeiten für andere Anwendungen die auf Dünnschichttechnologien basieren Die digitale Abbildung der Materialund Prozessdaten durch die Dünnschicht-Ontologie und die KI-Modelle kann wiederverwendet und auf ähnliche Beschichtungsprozesse übertragen werden was die Forschung und Entwicklung neuer Materialien in Zukunft stark beschleunigen wird So entstehen die piezoelektrischen Schichten Die Schichtabscheidung findet an den Clusteranlagen des Fraunhofer FEP mittels Puls-Magnetron-Sputterprozessen statt Dabei werden die vielfältigen Prozessparameter und Einflussfaktoren und deren Auswirkungen auf die Schichteigenschaften untersucht und digital erfasst Die Basis der Datenanalyse stellt eine Digitalisierung von Beschichtungsprozessen Piezo-Ultraschallsensoren werden deutlich besser Das Fraunhofer FEP hat einen digitalen Zwilling des Beschichtungs verfahrens für piezoelektrische Dünnschichten entwickelt um die der Leistung und Reproduzierbarkeit von Ultraschallsensoren deutlich zu verbessern gemeinsam mit den Projektpartnern erarbeitete Ontologie für Dünnschichtmaterialien und -prozesse dar Eine Ontologie beschreibt ein formales System zur Klassifizierung und Strukturierung von Wissen in einem bestimmten Fachgebiet um Zusammenhänge und Eigenschaften klar abzubilden Die dadurch zu realisierende digitale Abbildung der Materialien und Verfahren ermöglicht eine präzise Modellierung und Optimierung der Prozessabläufe So lassen sich Prozessund Materialeigenschaften detailliert analysieren was zu einer verbesserten Leistung und Reproduzierbarkeit der Ultraschallsensoren führt und auch weitere Entwicklungsschritte effizienter umsetzbar macht »Die Entwicklung der Modelle stellt eine besondere Herausforderung dar weil eine Vielzahl von Prozessparametern und deren Wechselwirkungen berücksichtigt werden müssen Insbesondere die vergleichsweise geringe Anzahl an Datenpunkten bei gleichzeitig großem Parameterraum stellt hohe Anforderungen an die Entwicklung einer robusten Abbildung der Realität Das Fraunhofer FEP bringt hier seine langjährige Expertise in der Dünnschichtprozessierung und -charakterisierung ein und schafft damit Bild Anna Schroll Fraunhofer FEP