Ausstattung - Fraunhofer ILT

Technische Infrastruktur

Zur technischen Infrastruktur des Instituts gehören eine mechanische und eine elektronische Werkstatt, ein Metallographie- und ein Fotolabor, ein Labor für optische Messtechnik sowie eine Konstruktionsabteilung. Die Nettogrundfläche des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT beträgt über 19.500 m².

Geräteausstattung

Die Geräteausstattung des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT wird ständig auf dem neuesten Stand der Technik gehalten. Sie umfasst derzeit als wesentliche Komponenten:

Strahlquellen

CO2-Laser bis 12 kW
Scheibenlaser bis 12 kW
Scheibenlaser mit grüner Wellenlänge bis 2kW CW und QCW
Faserlaser mit 1,5 µm und 2 µm Wellenlänge bis 200 W CW
Experimentelle Laser mit 2 µm / 3 µm Wellenlänge (ns, ps)
Experimentelle LIDAR-Laser mit Pulsenergien bis 500 mJ
Single- und Multimode-Faserlaser bis 6 kW
Diodenlaser bis 12 kW
Multi-kW-Ultrkurzpulslaser
Frequenzvervielfachte Laser im sichtbaren Spektralbereich
Excimerlaser u. a. mit Linienoptik-Systemen
Breitbandig abstimmbare Laser
MIR-Laser (ps, ns) mit mittlerer Leistung > 10 W
Laserplattform für satelittengestützete LIDAR-Systeme

Anlagen und Bearbeitungssysteme

Dreiachsige Bearbeitungsstationen
Fünfachsige Portalanlagen inkl. Dreh-/Kipptisch
Robotersysteme inkl. 6-Achs-Knickarmroboter
Tripodanlage für das Extreme HochgeschwindigkeitsAuftragschweißen EHLA
Kommerzielle Anlagentechnik und Laborsysteme für das Laser Powder Bed Fusion (LPBF)
Direct-writing und Laser-PVD-Stationen
Diverse Pulver- und Drahtförderer für die Additive Fertigung
Drucker für Sol-Gele-Hybrid-Polymere und nano- bis mikroskalige Dispersionen

Messtechnik und Sensorik

Geräte zur Verfahrens- und Prozessdiagnostik
Laser-Spektroskopiesysteme zur chemischen Analyse fester, flüssiger und gasförmiger Stoffe
Konfokales Laser-Scanning-Mikroskop
Raster-Elektronen-Mikroskop
Shack Hartmann-Sensor zur Charakterisierung von Laserstrahlen und Optiken
Messinterferometer und Autokollimator zur Analyse von Laseroptiken
Messequipment zur Charakterisierung von Ultrakurzpulslasern
Vibrationsprüfstand
Klimaschränke zur Durchführung von Thermaltests bei kontinuierlichem Monitoring der optischen Eigenschaften
Single-Photon-Detektor (APD) für NIR-Laser
Systeme zur Charakterisierung von Pulverwerkstoffen
Messsysteme zur Einzelquanten-Detektion

Battery Lab

Im Battery Lab des Fraunhofer ILT konzentrieren sich Forschende auf die Optimierung wichtiger Kenngrößen von Akkumulatoren, wie etwa Kapazität, Energiedichte, Leistung, Gewicht, Ladezeit, Ladezyklen sowie chemische Zusammensetzung und Produktionsparameter. Ziel ist es, leistungsstarke, sichere und kosteneffektive Batterien zu entwickeln, die den spezifischen Anforderungen verschiedener Anwendungsbereiche entsprechen.

Auf knapp 140 Quadratmetern stehen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern modernste Technologien und vielfältige Anlagen für die laserbasierte Batteriefertigung zur Verfügung. Sie erforschen neue Materialien und Verfahren, sowohl für herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien mit flüssigen Elektrolyten als auch für zukünftige Festkörper-Akkumulatoren. Mit elektrischen und mechanischen Testständen können sie die Laserprozesse direkt bewerten und weiter optimieren.

Das Battery Lab ist mit einem Argon-betriebenen GloveBox-System ausgestattet, in das die vakuumbasierte PVD-Beschichtungstechnologie sowie ein Hochtemperaturofen integriert sind. Dadurch können Forschende luftempfindliche Festkörperzellmaterialien beschichten und anschließend zu Testzellen verbauen.

Des Weiteren untersuchen sie im Battery Lab die Anwendungsmöglichkeiten der Lasertechnik für das Schneiden und Schweißen von Batteriekomponenten. Der Einsatz von UKP-Lasern ermöglicht ein präzises und schädigungsfreies Bearbeiten von Elektrodenfolien. Das Fraunhofer-Team verbindet hier Batteriezellen zu Batteriemodulen und Module zu Batteriepacks, um konventionelle Produktionsprozesse effizienter zu gestalten.

© Fraunhofer ILT, Aachen / Andreas Steindl.
Einrichtung der Laserschweißmaschine für die Herstellung von Batteriemodulen.

Hydrogen Lab

© Fraunhofer ILT, Aachen.
Das Fraunhofer ILT hat bereits Erfahrung und Erfolg mit ZIM-Netzwerken. Sie dienen als Plattform für den Kommunikations- und Wissensaustausch zwischen Unternehmen und F&E-Partnern.

Mit dem Aufbau eines eigenen Wasserstofflabors, dem Hydrogen Lab, hat das Fraunhofer ILT die bestmöglichen Rahmenbedingungen geschaffen, um die Brennstoffzelle als Herzstück der Wasserstofftechnologie zu perfektionieren – von den Grundlagen bis zur Serienreife. Die breit gefächerte technische Ausstattung des Hydrogen Lab eröffnet vielfältige Möglichkeiten für die nahtlose interdisziplinäre Zusammenarbeit. Für öffentliche Projekte und Industriekooperationen bietet sich hier ein einzigartiger Raum, um Synergieeffekte auf höchstem wissenschaftlichen und technologischen Niveau zu erzielen.

Fraunhofer-Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler forschen in verschiedenen Projekten daran, die kostenoptimierte und bedarfsorientierte Serienproduktion von Brennstoffzellen voranzutreiben. Sie erschließen technologische und wirtschaftliche Potenziale und beschleunigen den strukturierten Rollout in Industrie und Gesellschaft.

Das neue Hydrogen Lab erstreckt sich über 300 Quadratmeter und bietet eine breite Palette von lasertechnischen Versuchsanlagen für unterschiedliche Dimensionen und Designs. Diese Anlagen decken die laserbezogenen Fertigungsschritte entlang der Prozesskette zur Herstellung von metallischen Bipolarplatten ab, die in Brennstoffzellen eingesetzt werden.

Einzelne Fertigungsschritte aber auch Prozessketten können auf Anlagen zur Strukturierung mit Ultrakurzpulslasern, zur laserbasierten Beschichtung sowie zum Hochgeschwindigkeitsschweißen und -schneiden untersucht und evaluiert werden. Die Prüfstände erlauben, die lasergefertigten Komponenten auf Herz und Nieren, auf ihre Wasserstoffdichtheit und Effizienz zu prüfen.

Weitere Speziallabore

ISO5- und ISO7-Reinräume zur Montage und Charakterisierung von Lasern und Laseroptiken
Life Science-Labor mit S1-Klassifizierung
Applikationslabore für UKP-Anwendungen