Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Industrielle Anwendung von Ultrakurzpulslasern für System- und Verfahrenstechnik

14.06.2012
Während des International Laser Technology Congress AKL’12 in Aachen fand am 9. Mai das Fokus Seminar »Grundlagen und neue Entwicklungen in der Ultrakurzpulslaser-Technologie« statt. Präsentiert wurden unter anderem die Ergebnisse des BMBF-geförderten Projekts PIKOFLAT »System- und Verfahrenstechnik zur Großflächenstrukturierung mit Hochleistungspikosekundenlasern«.

Seit einigen Jahren sind Ultrakurzpulslaser (UKP) für den industriellen Einsatz ein viel diskutiertes Thema. Das Interesse auf Anwenderseite ist groß, wie man auch beim aktuellen Fokus Seminar »Grundlagen und neue Entwicklungen in der Ultrakurzpulslaser-Technologie« in Aachen sehen konnte. Mit fast 200 Besuchern wurden die hohen Erwartungen für das Halbtagsseminar im Rahmen des 9. International Laser Technology Congress AKL’12 noch einmal übertroffen.


Im Rahmen des BMBF-geförderten Projekts PIKOFLAT wurde die Lasergraviermaschine Digilas (Schepers GmbH & Co. KG, Vreden) zur Bearbeitung von Druck- und Prägewalzen mit Pikosekunden-Lasertechnologie entwickelt. Quelle: Schepers GmbH & Co. KG, Vreden.

Die Strahlquellen sind nicht mehr limitierend

Lange Jahre galten die Strahlquellen als das limitierende Element beim industriellen Einsatz der UKP-Technologie. Dass sich das gravierend geändert hat, war eines der Ergebnisse des von Dr. Arnold Gillner (Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT) geleiteten Seminars. Einerseits liegt es daran, dass für den maximalen Materialabtrag bei UKP-Systemen offenbar eine optimale Pulsenergie existiert. Wie zwei Präsentationen zeigen konnten, liegt diese meist im µJ-Bereich, der mit den verfügbaren Systemen gut erreicht werden kann. Für eine Erhöhung der Abtragsleistung muss dann entsprechend die Repetitionsrate des Lasers erhöht werden.

Andererseits hat es in den letzten Jahren erhebliche Fortschritte bei den Strahlquellen gegeben: Robuste Lasersysteme mit Pulsenergien im µJ-Bereich und Repetitionsraten bis in den Multi-Megahertzbereich wurden im Seminar präsentiert. Systeme mit Durchschnittsleistungen von 500 Watt sind als Produkt verfügbar, Kilowatt-Systeme befinden sich in der Entwicklung. Dabei gilt, dass die Mehrzahl der heute üblichen UKP-Systeme im Pikosekundenbereich operiert, während sich Femtosekun¬densysteme noch eher in der Erprobung befinden.

Höchste Anforderungen an die Scannertechnik

Der Schwerpunkt der Entwicklungsarbeit verschiebt sich inzwischen zur Maschinentechnik. So wurden im Seminar verschiedene Ansätze zur Bewältigung der enormen Anforderungen an die Scannertechnik diskutiert. Aufgrund der möglichst hohen Repetitionsrate ergeben sich rein rechnerisch Geschwindigkeiten von über 100 m/s für die Bewegung des Laserspots am Werkstück – bei einer Auflösung im Bereich weniger Mikrometer. Im Seminar wurden spezielle Polygonscanner gezeigt, die diese Parameter erreichen. Alternativ können auch akusto-optische Deflektoren verwendet werden, die allerdings nur ein relativ kleines Scanfeld abdecken.

UKP-Systeme in der Anwendung – Ergebnisse des BMBF Projekts PIKOFLAT
Im zweiten Teil des Seminars präsentierten verschiedene Partner des vom BMBF im Rahmen der Förderinitiative MABRILAS geförderten Projekts PIKOFLAT ihre Ergebnisse. Unter der Überschrift »System- und Verfahrenstechnik zur Großflächenstrukturierung mit Hochleistungs-Pikosekundenlasern« wurden verschiedene Innovationen vorgestellt, die zur Entwicklung einer neuen Walzengraviermaschine für die Druck- und Prägetechnik geführt haben. Dazu gehörten sowohl system- und maschinentechnische Lösungen als auch entsprechende Untersuchungen zur Prozessführung.
In einer festlichen Abendveranstaltung erhielten die Projektpartner unter Leitung von Dr. Stephan Büning (Schepers GmbH & Co. KG, Vreden) den renommierten Innovation Award Laser Technology für ihre herausragende Leistung.

Ausblick

Im Rahmen des PIKOFLAT Projekts sollte die System- und Verfahrenstechnik für ein industrielles System zur Großflächenstrukturierung mit Hochleistungs-Pikosekunden-lasern entwickelt werden. Dieses Ziel wurde in vollem Umfang erreicht und die Technologie wird nun im Rahmen neuer Projekte weiterentwickelt. Wesentlichen Anteil hieran hat die Projektförderung durch das BMBF im Rahmen der gerade gestarteten Förderinitiative »Ultrakurzpulslaser für die hochpräzise Bearbeitung«. Die Seminarteilnehmer waren sich dabei mit Blick auf die Resultate von PIKOFLAT einig, dass diese Art der Technologieförderung in thematischen Verbünden die besten Voraussetzungen für eine schnelle Überführung der noch neuen und grundlegenden UKP-Techniken in die industrielle Praxis bietet.

Das Fokus-Seminar »Grundlagen und neue Entwicklungen in der Ultrakurzpulslaser-Technologie« soll auch zukünftig im Umfeld des International Laser Technology Congress angesiedelt bleiben. In den ungeraden Jahren wird vom Fraunhofer ILT ein zweitägiger UKP-Workshop organisiert. Der 2. Ultrakurzpulslaser-Workshop findet vom 17. bis zum 18. April 2013 statt, eine Anmeldung ist auf der webseite www.ultrakurzpulslaser.de bereits möglich.

Ansprechpartner im Fraunhofer ILT
Für Fragen steht Ihnen unser Experte zur Verfügung:

Dr. Arnold Gillner
Telefon +49 241 8906-148
arnold.gillner@ilt.fraunhofer.de
Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT
Steinbachstraße 15
52074 Aachen
Tel. +49 241 8906-0
Fax. +49 241 8906-121

Projektpartner PIKOFLAT

Edgeware GmbH
Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT
Lumera Laser GmbH
Sauer Lasertech GmbH
Saueressig GmbH & Co. KG
Schepers GmbH & Co. KG

Axel Bauer | Fraunhofer-Institut
Weitere Informationen:
http://www.ilt.fraunhofer.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Verfahrenstechnologie:

nachricht Wie bioökonomisch optimierte Ressourcen- und Energiekreisläufe bei der Produktion nachhaltiger Lebensmittel helfen
14.02.2020 | Technische Universität Chemnitz

nachricht Von der Natur für die Creme-Dose: neues Verfahren aus dem LIKAT auf der Basis von Zuckerrohr
31.01.2020 | Leibniz-Institut für Katalyse e. V. an der Universität Rostock

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Lichtpulse bewegen Spins von Atom zu Atom

Forscher des Max-Born-Instituts für Nichtlineare Optik und Kurzpulsspektroskopie (MBI) und des Max-Planck-Instituts für Mikrostrukturphysik haben durch die Kombination von Experiment und Theorie die Frage gelöst, wie Laserpulse die Magnetisierung durch ultraschnellen Elektronentransfer zwischen verschiedenen Atomen manipulieren können.

Wenige nanometerdünne Filme aus magnetischen Materialien sind ideale Testobjekte, um grundlegende Fragestellungen des Magnetismus zu untersuchen. Darüber...

Im Focus: Freiburg researcher investigate the origins of surface texture

Most natural and artificial surfaces are rough: metals and even glasses that appear smooth to the naked eye can look like jagged mountain ranges under the microscope. There is currently no uniform theory about the origin of this roughness despite it being observed on all scales, from the atomic to the tectonic. Scientists suspect that the rough surface is formed by irreversible plastic deformation that occurs in many processes of mechanical machining of components such as milling.

Prof. Dr. Lars Pastewka from the Simulation group at the Department of Microsystems Engineering at the University of Freiburg and his team have simulated such...

Im Focus: Transparente menschliche Organe ermöglichen dreidimensionale Kartierungen auf Zellebene

Erstmals gelang es Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, intakte menschliche Organe durchsichtig zu machen. Mittels mikroskopischer Bildgebung konnten sie die zugrunde liegenden komplexen Strukturen der durchsichtigen Organe auf zellulärer Ebene sichtbar machen. Solche strukturellen Kartierungen von Organen bergen das Potenzial, künftig als Vorlage für 3D-Bioprinting-Technologien zum Einsatz zu kommen. Das wäre ein wichtiger Schritt, um in Zukunft künstliche Alternativen als Ersatz für benötigte Spenderorgane erzeugen zu können. Dies sind die Ergebnisse des Helmholtz Zentrums München, der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) und der Technischen Universität München (TUM).

In der biomedizinischen Forschung gilt „seeing is believing“. Die Entschlüsselung der strukturellen Komplexität menschlicher Organe war schon immer eine große...

Im Focus: Skyrmions like it hot: Spin structures are controllable even at high temperatures

Investigation of the temperature dependence of the skyrmion Hall effect reveals further insights into possible new data storage devices

The joint research project of Johannes Gutenberg University Mainz (JGU) and the Massachusetts Institute of Technology (MIT) that had previously demonstrated...

Im Focus: Skyrmionen mögen es heiß – Spinstrukturen auch bei hohen Temperaturen steuerbar

Neue Spinstrukturen für zukünftige Magnetspeicher: Die Untersuchung der Temperaturabhängigkeit des Skyrmion-Hall-Effekts liefert weitere Einblicke in mögliche neue Datenspeichergeräte

Ein gemeinsames Forschungsprojekt der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) und des Massachusetts Institute of Technology (MIT) hat einen weiteren...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Chemnitzer Linux-Tage am 14. und 15. März 2020: „Mach es einfach!“

12.02.2020 | Veranstaltungen

4. Fachtagung Fahrzeugklimatisierung am 13.-14. Mai 2020 in Stuttgart

10.02.2020 | Veranstaltungen

Alternative Antriebskonzepte, technische Innovationen und Brandschutz im Schienenfahrzeugbau

07.02.2020 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Erste Untersuchungsergebnisse zum "Sensations-Meteoritenfall" von Flensburg

17.02.2020 | Geowissenschaften

Lichtpulse bewegen Spins von Atom zu Atom

17.02.2020 | Physik Astronomie

Freiburger Forscher untersucht Ursprünge der Beschaffenheit von Oberflächen

17.02.2020 | Materialwissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics