Innovative Lösungen mit dem Laser

Werkstoffe 07. 06. 2022
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Verleihung des Innovation Award Laser Technology 2020/2022 in Aachen

Im Krönungssaal des Aachener Rathauses wurden am 4. Mai 2022 herausragende Innovationen der Lasertechnologie präsentiert und ausgezeichnet. Anlass war die Verleihung des Innovation Award Laser Technology vor rund 300 Gästen im Krönungssaal. Preisträger des mit 10 000 Euro dotierten Awards waren Dr. Boris Regaard von der TRUMPF Werkzeugmaschinen GmbH + Co. KG (2020) und Stefan Wolf von der Primes GmbH (2022). Beide konnten mit zukunftsweisenden Projekten die hochkarätige Jury überzeugen. Prof. John Powell von der Lulea University of Technology, Schweden, lobte in seiner Laudatio die hohe Qualität der Projekte und den Innovationsgeist der Preisträger. Die Preise für 2020 und 2022 wurden zusammen vergeben, da die Preisverleihung 2020 aufgrund der Einschränkungen durch die Corona-Pandemie nicht stattfinden konnte.

Der Innovation Award Laser Technology ist ein europäischer Forschungspreis, der alle zwei Jahre an Laserhersteller und -anwender sowie an Forscher und Entwickler verliehen wird, die eine lasertechnische Innovation von der anwendungsnahen Forschung bis hin zur erfolgreichen industriellen Umsetzung gestaltet haben. Die wissenschaftlichen und technologischen Projekte müssen sich mit dem Einsatz von Laserlicht in der Material­bearbeitung und den Methoden zu dessen Erzeugung befassen und darüber hinaus einen nachweisbaren, wirtschaftlichen Nutzen für die Industrie haben.

Auslober des Forschungspreises sind der Arbeitskreis Lasertechnik AKL e. V., ein Netzwerk von rund 180 Laserexperten, und das European Laser Institute ELI e. V., eine Plattform, die Kompetenz und Wissen über optische Technologien zusammenführt. Mit der Verleihung des Innovation Award Laser Technology wollen die Auslober genau jene Innovatoren auszeichnen, die eine Erfindung im Bereich der produktionsorientierten Lasertechnik von der Forschung über die Entwicklung bis zur Markteinführung vorangetrieben haben. Die preisgekrönten Projekte stoßen bei Dr. Alexander Olowinsky, Vorstandsvorsitzender des ELI e. V. und Dipl.-Ing. Ulrich Berners, Vorstandsvorsitzender des AKL e. V. auf Begeisterung: Jedes der Finalisten-Teams hat durch seine innovativen Leistungen einen wesentlichen Beitrag zur Weiterentwicklung von Wissenschaft und Technik geleistet.

Die Preisträger des Innovation Award Laser Technology 2020 und 2022 und ihre Projekte sind:

Erste Preise

Dr. Boris Regaard, TRUMPF Werkzeugmaschinen GmbH + Co. KG, Ditzingen (2020)

Thema des Preisträgerprojekts 2020 ist Active Speed Control – Kamerabasiertes Sensorsystem zur Vorschubregelung von Laser­schneidprozessen. Herzstück der von Dr. Boris Regaard und seinem Team in der TRUMPF Werkzeugmaschinen GmbH + Co. KG entwickelten Active Speed Control ist ein kamerabasiertes Sensorsystem im Schneidkopf. Eine Echtzeit-Bildverarbeitung analysiert die Kameradaten. Auf Basis der Datenanalyse wird die Vorschubgeschwindigkeit für optimale Ergebnisse konstant geregelt. Das gewährleistet eine maximale Schnittgeschwindigkeit und einen zuverlässigeren Prozess. Das Ergebnis sind optimierte Produktivität sowie weniger Ausschuss und Nacharbeit. Das System hat Potenzial zur Regelung oder Überwachung von weiteren Prozessparametern und ist damit ein Meilenstein zur Entwicklung einer künftigen, vollautonomen Laserschneidmaschine.

Stefan Wolf, PRIMES GmbH, Pfungstadt (2022)

Das Preisträgerprojekt 2022 hat die Bezeichnung ScanFieldMonitor (SFM). Es wurde von Stefan Wolf, Abteilungsleiter Forschung und Entwicklung bei der PRIMES GmbH und seinem Team als Werkzeug für die Laser-Scanner-Charakterisierung entwickelt. Anlass der Entwicklung war eine Vielzahl von neuen Anwendungen im Bereich der additiven Fertigung und Elektromobilität. Das patentierte Messprinzip ermöglicht die Messung von Laserstrahlparametern durch das Scannen von Vektoren. Die daraus resultierende Laser-
Scanner-Charakterisierung liefert alle geometrischen und laserbezogenen Parameter, die für Remote-Anwendungen relevant sind. Im gleichen Arbeitsgang werden Strahlposi­tion und Bewegung der Laser-Scanner-Einheit im Scanbereich bestimmt. Die Qualität des Messprinzip des SFM zeigt sich immer dann, wenn das Verhalten des Lasers in einer Bewegung eine Rolle spielt.

Zweite Preise

Dr. Oliver Meier, LASER on demand GmbH, Burgdorf (2020)

Das Projekt, dass mit dem zweiten Preis 2020 ausgezeichnet wurde, wird bei der Bombenentschärfung eingesetzt. Die Innovation mit dem Titel Neue Laserlösung zur Entschärfung von Kampfmittel-­Blindgängern (UXO) durch Einsatz eines 3D-gedruckten Einwegwerkzeugkopfs wurde von Dr. ­Oliver Meier, geschäftsführender Gesellschafter der LASER on demand GmbH gemeinsam mit dem Laser Zentrum Hannover e. V. und dem Kampfmittelräumdienst der Feuerwehr Hamburg entwickelt. Der neue Ansatz besteht darin, durch einen Laserkerbprozess im zylindrischen Abschnitt der Bombenhülle eine definierte Schwächung zu erzeugen, die dann Druck und damit die Detonationskraft der Bombe reduziert. Anschließend wird durch einen kontrollierten geringen Energieeintrag eine Verpuffung ausgelöst, welche die Hülle an der Kerbe aufreißen und den Zünder auswerfen soll. Ein essenzielles Element des Projekts ist der Einsatz von optischen Standardkomponenten zu erschwinglichem Preis. Wenn es bei der Bombenentschärfung zu Beschädigungen kommen sollte, was nicht unwahrscheinlich ist, können die Komponenten leicht ersetzt werden.

Dr. Tim Kunze, Fusion Bionic GmbH, Dresden (2022)

Der zweite Preis 2022 geht an das Projekt Innovative Oberflächen durch Hochgeschwindigkeits-Laser-Biomimetik von Dr. Tim Kunze, Geschäftsführer der Fusion Bionic GmbH, und seinem Team. Funktionelle technische Oberflächen werden bislang überwiegend durch Beschichtungen und lithografische Verfahren hergestellt. Die Potenziale dieser Techniken sind begrenzt; die Direkte Laserinterferenztechnologie (engl. Direct Laser Interference Patterning DLIP) bietet ganz neue, grenzenlose Möglichkeiten der Oberflächenveredelung. So können beispielsweise Oberflächen geschaffen werden, an denen Eis nicht haften bleibt (Anti-Icing, z. B. für die Luftfahrt), oder Implantate, die dank ihrer biokompatiblen und antibakteriellen Oberflächen vom Körper besser angenommen werden. Fusion Bionic hat auf Basis von DLIP Hochdurchsatz-Ferti­gungssysteme entwickelt, die kompakt, robust und bis zu zehnmal schneller sind als etablierte Verfahren. Ohne zusätzliche Schritte oder Chemikalien schaffen diese DLIP-Module Mikro- und Nanotexturen auf der Oberfläche mit Geschwindigkeiten von bis zu 1 m2/min.

Dritte Preise

Maik Frede, neoLASE GmbH, Hannover (2020)

Das neoMOS SMART-Lasersystem bietet Unlimited flexibility for short pulse laser applications – Unbegrenzte Flexibilität für Kurzpulslaseranwendungen. Das von Dr. Maik Frede von der neoLASE GmbH entwickelte ­System setzt die Philosophie der Entwicklung neuer Anwendungen in der Lasermikrobearbeitung durch den flexiblen Einsatz von Kurzpulslasern um. Der integrierte Ultrakurzpulslaser für die Materialbearbeitung ermöglicht Pulsdauern von Nano- bis Femtosekunden oder eine Kombination von unterschiedlichen Pulsdauern im selben Prozess. Basis dafür ist eine neuartige Verstärkertechnologie. Kombiniert mit einer modularen MOPA-Plattform ermöglicht es die Open-Source-Philosophie, nur einen Teil des Lasers (Seeder) zu tauschen, um komplett neue Laserparameter einzurichten. Unterschiedliche Seed-Laser ermöglichen die Änderung von Pulsdauern, Wiederholungsraten oder Pulsdauern aus dem selben Lasersystem. Es ist ein Beispiel für eine neue Maschinengeneration, welche die Funktionalität mehrerer Lasersysteme in nur einer Maschine vereint.

Thibault Bautze-Scherff, Blackbird Robotersysteme GmbH, Garching (2022)

Das ausgezeichnete Projekt von ­Thibault Bautze-Scherff, Leiter Vertrieb der ­Blackbird Robotersysteme GmbH, hat den Titel Endlich vereint: OCT-basierte Prozessüberwachung und Scanner-basiertes On-the-fly-Laserschweißen. Die gemeinsame Entwicklung von Blackbird und der SCANLAB GmbH, Puchheim, vereint alle klassischen Überwachungsaufgaben beim Laserschweißen in einem Tool. Die Kombination aus On-the-fly-Funktionalität, Haupt- und OCT-Scanner und OCT-
Sensor ist über eine gemeinsame Benutzeroberfläche zugänglich. Das System bietet die immer mehr nachgefragte Flexibilität in Produktionslinien, um beispielsweise verschiedene Teile in einer Station zu schweißen, die jeweils ihre eigenen Anforderungen an die Prozessüberwachung haben.

(v.l.n.r.): Kristina zur Mühlen, Prof. Constantin Häfner, Dr. Maik ­Frede, Dr. Oliver Meier, Dr. Boris Regaard, Dr. Alexander Olowinsky, Ulrich Berners(© Arbeitskreis Lasertechnik e.V./Andreas Steindl)

 

(v.l.n.r.) Kristina zur Mühlen, Prof. Constantin Häfner, Thibault Bautze-Scherff, Stefan Wolf, Dr. Tim Kunze, Dr. Alexander Olowinsky, Ulrich Berners(© Arbeitskreis Lasertechnik e.V./Andreas Steindl)

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