Innovationshub Smarte UV-Systeme

Ausgangslage

Ihr Unternehmen möchte moderne, halbleiterbasierte UV-Quellen entwickeln oder sein Produktportfolio aufgrund der ungewissen Verlängerung der Ausnahmeregelung für den Betrieb von Quecksilberdampflampen umstellen? Wir helfen Ihnen.
Die Entwicklung moderner, hocheffizienter UV-Bestrahlungssysteme ist eine komplexe Aufgabe, bei welcher viele Aspekte aus unterschiedlichen Disziplinen miteinander verknüpft werden müssen, wenn ein leistungsstarkes Produkt am Ende eines Entwicklungsprozesses stehen soll. 

Problemstellung

Neben der Charakterisierung der spektralen und räumlichen Abstrahlcharakteristik der Strahlungsquellen, spielt deren Anordnung, die Ausformung des Strahlungsfeldes sowie dessen Homogenität eine entscheidende Rolle. Insbesondere, bei der Bestrahlung sich bewegender Medien wie Luft oder Flüssigkeiten sind umfangreiche multiphysikalische Simulationen und Optimierungsrechnungen vom Raytracing über CFD (Computational Fluid Dynamics) bis hin zu thermischen und chemischen Gesichtspunkten nötig.
Aufgrund der hohen Photonenenergien im UV-Bereich werden zudem Polymermaterialien in ihrer Zusammensetzung geschädigt was ggf. zu einem frühzeitigen Ausfall des Geräts oder zur Freisetzung unerwünschter Substanzen führen kann.
Somit ist die Bewertung der Materialverträglichkeit gegenüber UV-Strahlung wichtig. Der Abbau von schädlichen chemischen Verbindungen wie VOCs, PFAS kann photokatalytisch durch UV erfolgen und zur Aufbereitung von Luft und Wasser genutzt werden.

Herausforderung

Die Entwicklung effizienter Strahlungsquellen sowie Ansteuerelektroniken mit smarten Funktionen und KI ist eine neue Herausforderung, insbesondere bei komplexen LED- basierten Systemen, die nicht nur die eigentliche Elektronikentwicklung, sondern gemäß EU-Richtlinie 2014/20/EU auch der Prüfung hinsichtlich EMV- und ESD-Verträglichkeit bedarf.
Am Ende einer Entwicklung steht selbstverständlich die Geräte- bzw. Typprüfung. 

Unsere Expertise

Hierbei unterstützen wir Sie mit unserer wissenschaftlichen Kompetenz im Bereich der UV-Strahlung sowie unserer Forschungs- und Entwicklungsinfrastruktur.

Wir beschäftigen uns neben der Strahlungserzeugung aus klassischen UV-Quellen seit vielen Jahren mit der Strahlungserzeugung durch halbleiterbasierte UV-Strahlungsquellen (UV-LEDs), deren Entwicklung aktiv begleitet wurde.
Hierbei wird insbesondere auf die Ausnutzung der spezifischen Vorteile, die diese modernen Strahlungsquellen bieten, in der Anwendungsentwicklung fokussiert. Mikrobiologisch effizientere Wellenlängen, größere mechanische Robustheit, höhere Strahlungsintensitäten, mehr Freiheiten bei der Gestaltung der Strahlungsquellengeometrie und schnell getakteter bzw. pulsierender Betrieb sind nur einige Vorteile, die diese hochinteressant machen und enorme Möglichkeiten für innovative, künftige Anwendungen bieten.

Seit 2013, mit der Mitgliedschaft im „Advanced UV for Life“ Forschungsverbund aus insgesamt 50 Forschungsinstitutionen und Industriepartnern, hat sich der Fraunhofer Innovationshub “Smarte UV-Systeme" zu einer führenden Einrichtung im Bereich der Forschung und Entwicklung halbleiterbasierter UV-Systeme entwickelt.

Der Fraunhofer Innovationshub Smarte UV-Systeme bündelt jahrelange praktische Erfahrung, eine gut ausgestattete Laborinfrastruktur sowie weitreichende Forschungskooperationen mit externen Partnern in einer Hand.
Um Ihnen eine möglichst schnelle und effiziente Produktenwicklung zu gewährleisten, bieten wir Ihnen unsere fachliche Kompetenz sowie unsere komplette Forschungsinfrastruktur für Konzepterstellung, multiphysikalische simulative Absicherung, Funktionsmusteraufbau und Testung im Rahmen der industriellen Forschung und Entwicklung als auch nationalen und internationalen Verbundforschungsvorhaben an.

Unsere Entwicklungsangebote für Sie

• Machbarkeitsstudien, Proof of Concept
  
• Ideenentwicklung / Ideen-Scouting
• wissenschaftliche Beratung im Bereich UV-Systementwicklung
• Konzeptentwicklung
• Multiphysikalische Simulation und Optimierung
• Hard- und Softwareentwicklung für UV-Systeme
• Vermessung und Prüfung von UV-Quellen und Komplettsystemen
• Geräteprüfung und Zertifizierung