Fusion Bionic lasert Lotuseffekte

Oberflächen 05. 09. 2021
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Fraunhofer IWS Dresden gründet Lasertech-Unternehmen aus

Ein Team aus Forschern des Fraunhofer-Instituts für Werkstoff- und Strahltechnik IWS und aus der Wirtschaft gründet mit Fusion Bionic ein Hightech-Unternehmen aus. Dieses will mit weltweit führenden Lösungen zur Laserinterferenztechnologie Lotuseffekte und weitere funktionale Mikrostrukturen der Natur auf technische Oberflächen wie Tragflächen und Implantate bringen. Unterstützung erhielt das Team vom AHEAD-Programm der Fraunhofer-Gesellschaft, das sich auf den Technologietransfer spezialisiert hat.

Moderne Lichtinterferenztechnologien aus Dresden machen es möglich: Durch Direct Laser Interference Patterning (kurz: DLIP, Direkte Laserinferenzstrukturierung) können die Gründer der Fusion Bionic, eines Spin-offs des Fraunhofer IWS, nun sehr schnell Lotuseffekte und andere besondere Strukturtricks der Natur auf technische Oberflächen wie Batteriekomponenten, Implantate oder sogar Flugzeuge übertragen. Diese mikro­skopisch kleinen Oberflächenmuster gestalten Implantate verträglicher oder verhindern mit ihren Anti-Eis-Mustern, dass im Winter wegen tiefgefrosteter Tragflächen Starts verzögert werden. Die in der vergangenen Dekade am Fraunhofer IWS und an der TU Dresden erforschte Technologie ist nun marktreif.

Dr. Tim Kunze, der bisher die Gruppe für Oberflächenfunktionalisierung am Fraunhofer IWS leitete, hat im April 2021 mit einem Team aus Wissenschaft und Wirtschaft Fusion Bionic gegründet. Der Unternehmensname steht für die Fusion von naturinspirierten Effekten in technische Produktoberflächen, also eine Art Symbiose aus Biologie und Technologie nach dem Vorbild der Bionik. Dabei hat auch das Fraunhofer AHEAD-Programm stark weitergeholfen. AHEAD ist das zentrale Programm für Technologietransfer in der Fraunhofer-Gesellschaft und ermöglicht den Transfer über Ausgründung oder Lizenzierung. In einem unternehmerischen Umfeld mit Unterstützung von Experten aus der Fraunhofer-Gesellschaft konnte das Geschäftsmodell sowie das Produkt nach Aussage von Tim Kunze geschärft und das Team gut für die Gründung aufgestellt werden. Dieser Fraunhofer-Forschungstransfer in die Praxis möchte auch für neue Arbeitsplätze und Wertschöpfung in Dresden und Sachsen sorgen. Die Belegschaft soll bis Ende 2022 auf etwa zehn Beschäftigte wachsen.

Evolutionäre Tricks der ­Natur abgeschaut

Daran haben wir am Fraunhofer IWS und an der TU Dresden gemeinsam zehn Jahre lang geforscht, sagt Institutsleiter Prof. Christoph Leyens. Heute sei Dresden in dieser Technologie führend und inspiriere immer mehr Forschende in Europa sowie Asien, die Inter­ferenztechnologie genauer unter die Lupe zu nehmen, so sein Fazit. Nahezu unendliche Möglichkeiten prophezeit auch Prof. Andrés Fabián Lasagni, der diese Technologie nach Dresden gebracht hat und derzeit an der Dresdner Exzellenz-Universität die Professur für Laserbasierte Methoden zur großflächigen Oberflächenstrukturierung leitet. Die Laserinterferenzstrukturierung übertrage evolutionäre Vorteile, die Reptilien, Schmetterlinge, Haie und andere Tiere über Jahrmillionen hinweg entwickelt hätten, im Zeitraffer auf die technologische Welt: Viele Insekten beispielsweise haben antibakterielle Oberflächen, die dafür sorgen, dass sie den Erkenntnissen von Prof. Lasagni zufolge nicht so schnell krank werden. All das könne mit der Laserstrukturierung nun auch erzeugt werden. Die Perspektiven in der Medizintechnik, im Maschinenbau und vielen anderen Branchen seien enorm.

Hohe Prozessgeschwindigkeit möglich

Die Interferenzmuster sind der besondere Clou der Dresdner Technologie: Statt mit einem einzelnen Laserstrahl das gewünschte Strukturmuster langsam wie mit einem Bleistift auf das Werkstück zu zeichnen, belichtet das DLIP-Verfahren große Flächen mit hohen Prozessgeschwindigkeiten. Für ­dieses Verfahren sowie die verbundenen Hardwarelösungen ist Fusion Bionic der weltweit erste kommerzielle Anbieter. Um diesen Vorsprung zu nutzen, will das Gründerteam nun zügig in Dresden einen Produktionsstandort aufbauen. Mehrere Investoren haben bereits reges Interesse bekundet, die skalierbare Technologie aus Dresden zu unterstützen. Das Team um Kunze möchte dort komplette Maschinen für die Laserstrukturierung herstellen, aber auch standardisierte DLIP-Bearbeitungsmodule, die dann zum Beispiel ein Mittelständler aus der Industrie perspektivisch auf seine Roboter montieren kann. Als weiteres zukunftsträchtiges Geschäftsfeld neben dem eigenen Laser-Maschinenbau will das neue Unternehmen auch Strukturierungen im Lohnauftrag und eigens weiterent­wickelte funktionale Produktoberflächen anbieten. Mehrere Unternehmen aus der Luftfahrt, der Automobilindustrie und dem Anlagenbau haben bereits Lösungen von Fusion Bionic ­angefragt.

Großes Interesse besteht auch bei wissenschaftlichen Einrichtungen ähnlich dem Mutterinstitut IWS, die weitere Potenziale in ­eigenen Forschungsaktivitäten untersuchen wollen. Wir stellen mit unserer DLIP-Technologie gänzlich neue Produktmöglichkeiten bereit, argumentiert Tim Kunze. Bisher wurden funktionale Oberflächen üblicherweise durch Beschichtungen erzeugt, weil der ­Laser zu langsam erschien. Aber Schichten bringen nach seiner Erfahrung oftmals nicht den gewünschten Effekt und sind teilweise wenig beständig oder sogar umweltschädlich. Die funktionalen Oberflächenstrukturen von ­Fusion Bionic bieten einen neuen Ansatz, Produkte zu veredeln. Dank der Interferenztechnologie können die Oberflächen nach den Worten von Tim Kunze inzwischen so schnell funktionalisieren, dass diese Lösung eine ernstzunehmende Konkurrenz zur klassischen Beschichtung geworden ist.

Technologisches ­Potenzial ­verfügbar machen

Für die kommenden Jahre haben die Gründer bereits Pläne geschmiedet: Nach Aufbau der ersten Produktionsmöglichkeiten sollen eigens entwickelte Systemlösungen das technologische Potenzial für immer mehr Industriezweige verfügbar machen. Das konnte bereits mit einem Projektpartner für einen marktführenden Anbieter von Steckverbindern unter Beweis gestellt werden, sodass durch die DLIP-Lösungen der Fusion Bionic hoffentlich bald eine neue Generation von elektrischen Steckverbindungen mit höherer Verlässlichkeit verfügbar werde, so Kunze.

Ein Team aus Forschern des Fraunhofer IWS und der Wirtschaft gründen mit ­Fusion Bionic ein Hightech-Unternehmen aus: Dr. Sabri Alamri, Dr. Tim Kunze und Benjamin Krupop (v. l.) gehören dazu (Bild: ronaldbonss.com)

 

Über Fusion Bionic

Die Fusion Bionic GmbH mit Sitz in Dresden ist ein Lösungsanbieter für die laserbasierte Oberflächenfunktionalisierung. Als Spin-off des Fraunhofer-Instituts für Werkstoff- und Strahltechnik IWS entstanden, eignen sich die kommerziellen Laserinterferenztexturierungslösungen des Unternehmens für verschiedene, wie verbesserte Biokompatibilität, reduzierte Reibung, optimierte Oberflächenbenetzbarkeit, Antivereisungs- und Anti­hafteigenschaften, Dekoration sowie Produktschutz.

Kontakt:

Dr. Tim Kunze, Fusion Bionic GmbH
E-Mail: tim.kunze@fusionbionic.com


Text zum Titelbild: Moderne Lichtinterferenztechnologien machen es möglich, dass sich nun sehr schnell Lotuseffekte und andere raffinierte Strukturen der Natur auf technische Oberflächen wie Batteriekomponenten, Implantate oder Flugzeugoberflächen übertragen lassen (Bild: ronaldbonss.com)
 

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