Vom Sample zur Lösung: Wie das Surface Lab von Pureon Präzisionsprozesse verbessert
Vom Sample zur Lösung: Wie das Surface Lab von Pureon Präzisionsprozesse verbessert
Validierung. Optimierung. Implementierung – ohne die Produktionslinie zu unterbrechen.
In der Hochpräzisionsfertigung beeinflusst die Oberflächenqualität direkt den Ertrag, die Zuverlässigkeit und die Leistung. Prozessanpassungen oder Validierungen während der laufenden Produktion können jedoch zu kostspieligen Unterbrechungen führen. Das Surface Lab von Pureon in Lengwil, Schweiz, bietet eine vollständig kontrollierte Offline-Umgebung, um reale Prozessbedingungen nachzustellen – darunter Chemie der Suspensionen, Pad-Mechanik, Druckverhältnisse und Materialinteraktionen. So können Prozesse detailliert validiert, optimiert und analysiert werden. Auf diese Weise stellen wir sicher, dass jeder angepasste Prozess robust und vollständig produktionsbereit ist, bevor er implementiert wird.
«In unserem Surface Lab entwickeln wir gemeinsam mit unseren Kunden massgeschneiderte, applikationsspezifische Lösungen für alle Anforderungen in der präzisen Oberflächenbearbeitung – vom Schleifen über das Läppen bis hin zum mechanischen und chemischen Polieren. Dabei treibt uns unsere technische Expertise ebenso an wie unsere Leidenschaft», erklärt Sergio Phommara, Application Engineer bei Pureon. Dieser Ansatz entspricht den Best Practices der Branche: Prozessskalierungen sind oft dann am effektivsten, wenn sie in isolierten Offline-Umgebungen durchgeführt werden – so bleibt entscheidendes Prozesswissen beim Übergang von der Entwicklung in die Produktion erhalten (Gillenwater, 2024).
Wenn Präzision auf Technologie trifft
Das Surface Lab ist mit einer Vielzahl an Bearbeitungs- und Analysetools ausgestattet, die kontrollierte Versuche über unterschiedlichste Oberflächentechnologien hinweg ermöglichen:
- Ein- und doppelseitige Polier- und Läppplattformen für harte und spröde Materialien (SiC, Saphir, Quarz, optisches Glas, Hochleistungskeramiken)
- Moderne CMP-Anlagen zur Simulation industrieller Prozessabläufe
- Präzisionsmessgeräte wie Profilometer, Laserscanning-Mikroskope und Partikelanalysatoren
- Analyse von Oberflächenrauheit und Ebenheit im Sub-Nanometer-Bereich
- Arbeitsbereiche für kontaminationssensitive Anwendungen
Diese Ausstattung ermöglicht die Simulation kompletter Polierprozesse unter produktionsrealistischen Bedingungen. Dabei werden messbare Daten zu Oberflächenprofil wie Ra/Rz, TTV, MRR und Kanteneffekten erhoben. «Unser Maschinenpark erlaubt es uns, unterschiedlichste Materialien flexibel zu bearbeiten und gleichzeitig höchste Anforderungen an Ebenheit und Oberflächenqualität zu erfüllen. Wir arbeiten dabei mit modernsten Anlagen renommierter Maschinenhersteller», ergänzt der Application Engineer.
Applikationsentwicklung und praxisnahe Tests
Im Zentrum des Surface Labs steht seine Rolle als Brücke zwischen theoretischer Produktentwicklung und praktischer Prozessleistung. Hier werden Poliersuspensionen, Pads und Substratmaterialien unter kundenspezifischen Bedingungen getestet, um vollständige Prozessketten realitätsnah abzubilden und zu optimieren. Von mehrstufigen Poliersequenzen bis zur Anpassung von Slurry-Formulierungen für optimale Abtragsraten oder Oberflächenqualität – jeder Testlauf ist darauf ausgelegt, verwertbare Daten zu generieren.
«Die Auswertung und Analyse der Testergebnisse erfolgt direkt bei uns im Surface Lab – gemeinsam mit unseren Kunden und unterstützt durch kontaktlose Präzisionsmesssysteme. Für mikroskopische Oberflächenanalysen setzen wir ein Laserscanning-Mikroskop mit bis zu 1000-facher Vergrösserung ein. Zur Analyse von Konturen, Ebenheit und Rauheit verwenden wir ein 3D-Profilometer, das eine umfassende Charakterisierung der Oberflächengeometrie ermöglicht», erklärt Sergio Phommara.
Zudem dient das Labor als wichtige Plattform zur Fehleranalyse und Ursachenforschung – ganz ohne Eingriff in die laufende Produktion. Durch den Vergleich bestehender Setups mit optimierten Lösungen decken wir messbare Verbesserungen auf und ermöglichen fundierte Entscheidungen zur Prozessanpassung. Gemeinsam mit unseren Kunden verwandelt das Surface Lab Herausforderungen in konkrete Lösungen – für mehr Performance, Prozesssicherheit und kontinuierliche Verbesserung.
Integration mit Design und Entwicklung
Das Surface Lab ist eng in die Design- und Entwicklungsaktivitäten von Pureon eingebunden. Es fungiert als schnelle Testumgebung für neue Slurry-Formulierungen, Pad-Materialien und Werkzeuginteraktionen und liefert wertvolle Daten schon früh im Entwicklungsprozess. In enger Zusammenarbeit mit unseren Chemikern und Prozessingenieuren werden dabei alle Aspekte – von der Partikelgrössenverteilung der Poliermittel bis hin zur Pad-Topographie – iterativ optimiert.
Diese enge Zusammenarbeit ermöglicht es, feine Wechselwirkungen zu erkennen, die die Prozessstabilität oder die Materialverträglichkeit beeinflussen. So stellt Pureon sicher, dass Produktverbesserungen nicht nur innovativ, sondern auch praxiserprobt sind, bevor sie beim Kunden zum Einsatz kommen.
«Die Design- und Entwicklungsaktivitäten von Pureon greifen alle Erkenntnisse aus der genannten Integration auf. Letztlich wird dann das Surface Lab erneut in der praktischen Produktschulung unserer Customer-Focus-Teams eingesetzt. Diese Schulungen ermöglichen es unserem Front End, unsere Kunden besser zu betreuen – zugleich liefern sie wichtige Feedback-Schleifen zur weiteren Verbesserung unserer Design- und Entwicklungsarbeit», erklärt Dr. William Gemmill, Chief Innovation Officer bei Pureon.
Dr. Gemmill fährt fort: «Pureons Vision ist es, der führende Anbieter von Oberflächenbearbeitungslösungen für Hightech-Materialien zu sein. Das Surface Lab sehen wir sehen als ein entscheidendes Werkzeug, um unsere Kunden direkt mit unseren umfassenden technischen Ressourcen zu verbinden.»
Ein strategischer Vorteil für Kunden
Aus technischer Sicht bietet das Surface Lab von Pureon einen klaren Mehrwert: Kunden können datenbasierte Entscheidungen treffen, ohne ihre Produktion zu unterbrechen. Durch die Nachbildung applikationsspezifischer Szenarien reduziert das Labor das Risiko unerwünschter Nebeneffekte, wie sie bei direkten Prozessanpassungen in der Produktion auftreten können. Die Trennung von Entwicklung und Produktion ist nicht nur praktikabel, sondern entspricht auch den Best Practices moderner Fertigung.
Das Surface Lab bietet jedoch mehr als technische Einblicke – es verschafft Kunden einen strategischen Vorsprung. Sie profitieren von:
- Geringem Prozessrisiko: Tests ausserhalb der Produktion vermeiden Unsicherheiten
- Schneller Markteinführung: Validierte Prozesse sind sofort produktionsbereit
- Fachlicher Unterstützung: Direkter Zugang zu Pureons Experten für Prozesse und Materialien
- Sicherer Umgebung: Strikte Vertraulichkeit und geschützte Datenverarbeitung
Neben verbesserten Oberflächenresultaten profitieren Kunden auch von geringerem Engineering-Aufwand und einer Entlastung interner Ressourcen. «Wir unterstützen unsere Kunden sowohl im Labor als auch direkt vor Ort mit unserer Expertise. Unser Ansatz ist individuell, flexibel und stets anwendungsorientiert. Unser Team freut sich auf die technologischen Herausforderungen der Zukunft – und darauf, diese gemeinsam mit unseren Kunden im Surface Lab anzugehen», betont Sergio Phommara.
Blick in die Zukunft
Mit steigenden Anforderungen an Oberflächenprozesse entwickelt sich das Surface Lab stetig weiter – hin zu schnelleren, intelligenteren und flexibleren Entwicklungsprozessen. Geplante Investitionen umfassen die Integration automatisierter Technologien, KI-gestützter Oberflächenanalysen sowie erweiterter Testprotokolle für Multimaterial-Anwendungen.
Diese Weiterentwicklungen erhöhen Durchsatz, Reproduzierbarkeit und Datenqualität in sämtlichen Testreihen. Das Surface Lab wird damit nicht nur zur Testumgebung, sondern zum digitalisierten Innovationszentrum – und ermöglicht schnellere Qualifizierungszyklen sowie punktgenaue Lösungen für kritische Anwendungen.
Unser Ziel bleibt dabei klar: Wir bieten Kunden eine umfassende, hochpräzise Entwicklungsumgebung, die die Lücke zwischen Idee und Umsetzung schliesst – mit zuverlässigen, wiederholbaren und skalierbaren Oberflächenlösungen.
Quelle:
Gillenwater, T. (2024). Advanced Manufacturing Progress: Process Scale-Up Learnings from RAPID. CEP Magazine, March 2024.
