Im neuen Beschichtungszentrum der Empa, dem Coating Competence Center, finden maßgeschneiderte Oberflächentechnologien den Weg aus den Forschungslabors zur marktfähigen Industrieanwendung. Das neu eröffnete Zentrum beherbergt diverse Beschichtungsanlagen für Hartstoffschichten, flexible Photovoltaik und organische Elektronik sowie 3D-Drucker für metallische Werkstoffe und Biokomposite. Die Anlagen sind industrienah, was die Prozesstechnik betrifft, haben jedoch Modifikationen, die den Forscherinnen und Forschern eine detaillierte Prozessanalytik ermöglicht. Dies soll der schweizerischen Industrie das Up-Scaling erleichtern und so einen Innovationsvorsprung im internationalen Wettbewerb sichern.
Anfang April wurde das neue Coating Competence Center (CCC) der Empa im Beisein von 130 Gästen aus Industrie und Politik feierlich eröffnet. Das CCC soll Antworten auf neue Herausforderungen liefern, die auf die schweizerische Maschinenbau-, Elektro- und Beschichtungsindustrie in nächster Zukunft zukommen.
Um am Weltmarkt bestehen zu können, werden mehr und mehr maßgeschneiderte Lösungen gefordert. Dies gilt insbesondere für Beschichtungen, seien es neuartige, noch verschleißfestere Hartstoffschichten oder intelligente Multischichtsysteme mit spezifischen funktionellen Eigenschaften. Auch flexible Solarzellen, eine viel versprechende Zukunftstechnologie, bestehen aus einer Abfolge dünner Schichten, die im Ultrahochvakuum aufgedampft werden. Selbst derart komplexe Schichtaufbauten lassen sich im CCC auf industrienahen Anlagen – also nicht nur im Labormaßstab – realisieren.
Innovationskatalysator an der Schnittstelle zwischen Forschung und industrieller Umsetzung
Das CCC steht damit genau an der Schnittstelle zwischen anwendungsorientierter Forschung, wie sie in zahlreichen Labors der Empa stattfindet, und der industriellen Umsetzung von innovativen Technologien
im Beschichtungsbereich, einem Industriezweig, in dem viele schweizerische Unternehmen, auch traditionell, eine weltweit führende Rolle spielen. Im CCC arbeiten Wissenschaftler und Ingenieure gemeinsam auf Pilotanlagen, die industriellen Produktionsanlagen entsprechen. Diese ermöglichen es, Prozesse und Abläufe durchzuspielen und gegebenenfalls zu optimieren und weiterzuentwickeln, die mit jenen in der großindustriellen Serienproduktion übereinstimmen. Gleichzeitig sind die Empa-Forscher in der Lage, sämtliche Prozessschritte mittels State-of-the-art-Analyseverfahren unter die Lupe zu nehmen und diese so grundlegend zu verstehen. Dadurch lassen sich nach Aussage von Pierangelo Gröning, Leiter des CCC und Direktionsmitglied der Empa, rasch Erkenntnisse gewinnen, die den Aufwand für das Up-Scaling auf Industrieanlagen für die Unternehmen erheblich senken. Ein entscheidender Vorteil, denn: Es ist just dieses Hochskalieren vom Labor- auf den Industriemaßstab, das für die Firmen technisch anspruchsvoll, langwierig und daher entsprechend teuer ist.
Das nächste Etappenziel: ein Center for Advanced Manufacturing
Aus diesem Grund betreibt die Empa das CCC in enger Zusammenarbeit mit schweizerischen Industriepartnern; es wird in den nächsten Monaten und Jahren weiter ausgebaut und mit zusätzlichen Anlagen bestückt werden. Langfristig soll aus dem CCC gar das Center for Advanced Manufacturing entstehen, in dem die Zusammenarbeit zwischen Forschung und Industrie auf weitere Bereiche der Produktions- und Fertigungstechnologien ausdehnt wird. Eine ideale Trägerschaft dafür wäre eine Public Private Partnership, in der Forschungsinstitutionen und die schweizerische Industrie gleichwertige Partner sind. Präkompetitive Forschung ist sehr teuer, ohne finanzielle Unterstützung aus der Wirtschaft kann sie kaum erfolgreich sein, so Gröning. Gleichzeitig sei sie ein ganz wesentlicher Schritt, um wissenschaftliche Entdeckungen in innovative Produkte umzusetzen.
An der Eröffnung des CCC konnten die Besucherinnen und Besucher bereits verschiedene Anlagen im Einsatz sehen. Etwa zwei hochmoderne 3D-Drucker für das so genannte Additive Manufacturing. Der eine Drucker kann Metallpulver zu Prototypen verarbeiten und dient der Entwicklung von neuartigen Metall-Composite-Materialien. Der andere verarbeitet Emulsionen und Biomaterialien. Er wird zum Beispiel für Versuche mit neuartigen Composite-Materialien aus Cellulosekristalliten in einer Polymermatrix eingesetzt. Auf anderen CCC-Anlagen entstehen etwa gedruckte Elektronikbauteile aus organischen Substanzen. Diese Elektronik ist wesentlich günstiger herzustellen als bisher übliche Bauteile aus Silizium. Auf einem hochpräzisen Spezialdrucker können beispielsweise Prototypen elektronischer Schaltungen oder OLED-Leuchtkörper gefertigt werden. Rainer Klose
(Bilder: EMPA Pictures)
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