Pressemitteilungen

Neue Freiheiten eröffnen sich in der Lasermaterialbearbeitung: Mit einem Flüssigkristall-Modulator lässt sich das Strahlprofil eines Lasers zeitlich hochaufgelöst frei programmieren. Der Strahl kann auch in identische Kopien aufgeteilt werden. Zusammen mit einer Inline-Prozessüberwachung und einer intelligenten Steuerung wird eine Null-Fehler-Produktion möglich. Details werden im EU-Projekt METAMORPHA erforscht. Das Modul wird in drei Anwendungen zusammen mit großen Industriepartnern erprobt. 30 Prozent Energieeinsparung gegenüber herkömmlichen Verfahren sind dabei das angepeilte Mindestziel.

Seit September 2022 bündeln die inno-train Diagnostik GmbH, die Medizinischen Hochschule Hannover (MHH), das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT und die LPKF Laser & Electronics AG ihr Know-how in einem gemeinsamen Forschungsprojekt zur Prävention und Versorgung epidemisch auftretender Infektionen.

Mit einem ehrgeizigen Ziel starteten Partner aus der Industrie gemeinsam mit Forschenden der Fraunhofer-Institute für Lasertechnik ILT und für Produktionstechnologie IPT sowie der RWTH Aachen University vor drei Jahren das BMBF-Verbundprojekt »IDEA – Industrialisierung von Digitalem Engineering und Additiver Fertigung«. Sie bauten zwei automatisierte, additive Produktionslinien für den metallischen 3D-Druck mit Vorbildcharakter auf, um hochperformante High-End-Komponenten wie zum Beispiel für Gasturbinen zu fertigen. Mit Erfolg: In Berlin und Georgensgmünd entstehen seit Kurzem per 3D-Druck Bauteile aus Metall, die zeigen, wie nicht nur Großkonzernen, sondern auch KMUs die additive Serienfertigung von individualisierten Komponenten in mittleren Losgrößen wirtschaftlich gelingt. Eine wichtige Rolle spielen dabei das Laser Power Bed Fusion (LPBF) Verfahren des Fraunhofer ILT sowie das Digitale Engineering entlang der Produktentwicklungskette zur Optimierung der Bauteile.

Die dritte Ausgabe des Laserkolloquiums Wasserstoff LKH₂ lockte 70 Produktionsfachleute mit einem besonderen Special nach Aachen. Nach zwei virtuellen Treffen fand das 3. LKH₂ erstmals als Präsenzveranstaltung statt, die das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT daher zu Vorführungen im neuen Wasserstofflabor nutzte, das die gesamte Prozesskette abbildet. Die LKH₂-Gäste erfuhren auf dem zweitägigen Insidertreff der Wasserstoff-Community auch, wie die Aachener mit ihren Forschungsaktivitäten den »H2GO – Nationalen Aktionsplan Brennstoffzellenproduktion« beflügeln wollen.

Die Covid-Pandemie hat neben vielen Herausforderungen auch einen Innovationsschub in der Diagnostik mit sich gebracht. Innerhalb kürzester Zeit mussten zuverlässige Nachweismethoden entwickelt, unzählige Labore ausgerüstet und mehrere hunderttausend Tests pro Woche durchgeführt werden. Im Zuge dessen hat ein Team des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT in Aachen eine neue Ausleseeinheit für paramagnetische Partikel in einem Mikrofluidiksystem entwickelt. Die Besonderheit liegt dabei in der Art der Partikel: Es sind Mikropartikel verschiedener Größe und unterschiedlichen Fluoreszenzen, die nach Bedarf mit verschiedenen Fängermolekülen (Antigene oder Antikörper) »beladen« werden, so dass bis zu 24 Analyte gleichzeitig erfasst werden können.

Auch kleine und mittlere Unternehmen (KMU) können sich Laser leisten, doch gerade bei häufig wechselnden Anwendungen fehlen oft die Kapazität und das Know-how für optimales Feintuning. Auf Lasermaschinen mit Grips setzt das BMBF-Verbundprojekt DIPOOL, in dem vier Industrieunternehmen und zwei Forschungsinstitute gemeinsam zwei Demonstratoren für das Laserschneiden und das Laserschweißen entwickeln. Welche Rolle dabei KI und minimalinvasive Modulationstechnik spielen, erfuhr Technikreporter Nikolaus Fecht von Dr. Dirk Petring vom Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT aus Aachen.

Die Dekarbonisierung der Gesellschaft gilt als unerlässliche Tatsache. Fossile Brennstoffe werden durch erneuerbare Energien ersetzt. Von entscheidender Bedeutung für diesen Übergang ist der Einsatz von wiederaufladbaren Batterien. Da diese kritische Rohstoffe enthalten, besteht die dringende Notwendigkeit eines nachhaltigen Recyclings. Dies ist jedoch bisher in großem Maßstab nicht möglich. Das ACROBAT-Konsortium - ein Zusammenschluss von Forschungsinstituten und führenden Unternehmen - konzentriert sich auf das Recycling von Lithium-Eisenphosphat-Batterien (LFP-Batterien). Ziel der Zusammenarbeit ist, bis 2030 mehr als 90 Prozent der in Batterien enthaltenen kritischen Rohstoffe zu recyceln. Sowohl aus ökologischer als auch aus wirtschaftlicher Sicht ist dies enorm wichtig.

Mikro-elektromechanische Systeme (MEMS) haben sich als Sensoren milliardenfach u. a. in smarten Autos, Handys und Mini-Insulinpumpen bewährt: Damit diese MEMS künftig noch leistungsfähiger werden, haben Forscherinnen und Forscher des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT aus Aachen in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer ISIT und IST ein CMOS kompatibles Beschichtungs- und Laserkristallisationsverfahren entwickelt. Im Gegensatz zu sonst üblichen Verfahren entfallen hierbei Drähte und Lötstellen, was perspektivisch die Bauteilgröße deutlich senken und die Sensorleistung erhöhen kann.

Das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT in Aachen kooperiert seit Jahren mit dem Korea Institute of Machinery and Materials KIMM, zum Beispiel in Projekten zum Laserschweißen oder zur Mikromaterialbearbeitung. Mit der Unterzeichnung eines Memorandum of Understanding wird diese Zusammenarbeit jetzt noch effektiver. In Zukunft wollen die Partner unter anderem an umweltfreundlichen Fertigungsverfahren für die Elektromobilität und neuen Speichertechnologien arbeiten.

Gemeinsam mit Hamamatsu hat das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT in Aachen ein Labor für die Prozessentwicklung zur Lasermaterialbearbeitung mittels ultrakurz gepulster Laserstrahlung aufgebaut. Dort wurde gemeinschaftlich ein industrieller Bearbeitungskopf entwickelt, der Lasermaterialbearbeitung mit maßgeschneiderter, dynamischer Strahlformung und großen mittleren Leistungen für unterschiedlichste Anwendungsbereiche ermöglicht. Der neue Spatial Light Modulator von Hamamatsu kann dabei Laserleistungen bis 150 Watt dauerhaft umsetzen.

Hybridtechnik in Reinkultur hat das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT für das DVS-Forschungsprojekt »KoaxHybrid« entwickelt und gebaut. In Aachen entstanden eine neue Optik mit Glassubstraten und ein Lichtbogenbrenner. Damit wurden das Metallschutzgas (MSG)-Schweißen und das Laserauftragschweißen mit Ringstrahl zu einem völlig neuen Verfahren vereint. Wie sich mit dem COLLAR Hybrid-Verfahren die Schweißgeschwindigkeit vergrößern und die Auftragrate beim metallischen 3D-Druck erhöhen lassen, erfahren Interessierte vom 19. bis zum 21. September in Koblenz auf einem Fachkongress des DVS – Deutscher Verband für Schweißen und verwandte Verfahren e. V.

Cleantech – das heißt saubere Technologien für die Zukunft! Elektromobilität und Wasserstofferzeugung sind zwei Beispiele. Bei den Prozesslösungen ist der Laser oft das Werkzeug der Wahl. Coherent und das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT eröffnen beim AKL‘22 – International Laser Technology Congress das UV Center of Excellence, um innovative UV-Laserprozesse zu entwickeln und deren Skalierung für die industrielle Fertigung voranzutreiben.

Technische Details zum laserbasierten Polieren und Entgraten lockten im Jahr 2020 über 70 Teilnehmende aus der ganzen Welt zu einer virtuellen Reise nach Aachen. Wegen der unsicheren Reise-Situation von Teilnehmenden aus dem Ausland findet die »5th Conference on Laser Polishing« für Teilnehmende wieder virtuell statt. 10 Referierende aus dem In- und Ausland geben am Nachmittag des 12. und 13. Oktober 2022 von Aachen aus einen Überblick über den weltweiten Wissensstand auf dem Gebiet des Laserpolierens. Mittlerweile ist die Veranstaltung zur anerkannten Wissenschaftsplattform für Fachleute aus aller Welt avanciert. Anmeldungen sind bis zum 26. September möglich.

Der Lehrstuhl für Lasertechnik LLT der RWTH Aachen University hat eine neue Arbeitsgruppe »Quantenphotonik« eingerichtet, die die LLT-Aktivitäten im Bereich der optischen Quantentechnologien bündeln und ausbauen soll. Die Arbeitsgruppe forscht zusammen mit Kooperationspartnern der RWTH Aachen und des Fraunhofer ILT daran, Aufgabenstellungen der Quantentechnologie mit Hilfe photonischer Ansätze zu lösen. Ein Fokus liegt hierbei zukünftig auf Quantennetzwerken und integrierten quantenphotonischen Systemen. Gruppenleiter wird Florian Elsen, der seit mehreren Jahren am Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT im Bereich nichtlinear-optischer Frequenzkonverter für Quantennetzwerke und Quantensensorik forscht.

Das Fraunhofer Institut für Lasertechnik ILT lädt zum dritten Mal zum LKH₂ – Laserkolloquium Wasserstoff nach Aachen ein. Am 13. und 14. September 2022 geht es im Research Center for Digital Photonic Production um neue wichtige Aufgaben für den Laser. Hersteller von Automobilen, Maschinen, Anlagen und Lasern diskutieren erstmals in Präsenz mit Forschern über den Stand der Produktionstechnik: Im Mittelpunkt stehen nun nicht mehr nur das Laserschneiden und -schweißen von Bipolarplatten oder der metallische 3D-Druck, sondern auch die gesamte Prozesskette und deren Überwachung.

Drei Institute der Fraunhofer- und der Max-Planck-Gesellschaft haben am 1. März 2022 das gemeinsame Projekt »LAR3S« gestartet. Sie wollen die Herstellung von dreidimensionalen, photonischen Komponenten mit dem Laser komplett neu angehen. Im Fokus stehen dabei das Selektive Laser-induzierte Ätzen und das Inverse Laserstrahlbohren. Ein wesentliches Ziel sind weitgehend automatisierbare Prozesse und Verfahren.

Viele Branchen sind bereit, mit dem Laser neue Produktionswege zu gehen. Dazu müssen Anwender und Anbieter Digitalisierung und Nachhaltigkeit, Ökologie und Ökonomie in Einklang bringen. Ein wichtiges Mittel zum Zweck: Integration der Laser in die entstehenden Prozessketten, damit sie mit den vor- und nachgelagerten Prozessen ganzheitlich zusammenwirken. Wie proaktiv die Laser-Community diese Aufgaben bereits angeht, erfuhren die über 520 Teilnehmenden des AKL’22 International Laser Technology Congress in Aachen.

Nach einer pandemiebedingten Pause von vier Jahren traf sich die Community der industriellen Lasertechnik zum »AKL’22 – International Laser Technology Congress« vom 4. bis zum 6. Mai 2022 in Aachen. Der Branche geht es gut, der größte Trend ist die weitgehende Digitalisierung der Prozesse. Gleichzeitig werden aber auch die gängigen Strahlquellen zu immer neuen Spitzenleistungen getrieben. Neu im Tagungsprogramm war das Forum Quantentechnologie & Photonik, wo große deutsche Unternehmen eine erstaunliche Themenbreite vorstellten.

Auf der Fachmesse LASER World of PHOTONICS präsentierte das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT neue Lasersysteme zur Erforschung der Erdatmosphäre. Vom 26. bis 29. April 2022 fand die Messe erstmals seit drei Jahren wieder in München statt, und die Stimmung unter den 900 Ausstellern und 15.000 Besuchern war ausgelassen. Das Interesse an den am Fraunhofer ILT ausgestellten Systemen war groß: Laser für den Weltraumeinsatz, aber auch für bodengebundene Messungen.

»Die Industrialisierung und Digitalisierung von Additive Manufacturing (AM) für automobile Serienprozesse ist gelungen«. Mit Stolz verkünden 12 Projektpartner, dass dies mit IDAM (Industrialization and Digitalization of Additive Manufacturing) in doppelter Hinsicht geglückt ist. Vor drei Jahren startete das Konsortium aus KMU, Großunternehmen und Forschungsinstitutionen mit dem gemeinsamen Ziel, den metallischen 3D-Druck im Bereich der automobilen Serienproduktion zu revolutionieren. Gleich an zwei Standorten wurde jeweils eine digital vernetzte, vollautomatisierte 3D-Druck-Fertigungslinie aufgebaut und für die automobile Serienproduktion vorbereitet. Ab sofort können an den Standorten der BMW Group in München sowie bei GKN Powder Metallurgy in Bonn pro Jahr mindestens 50.000 Bauteile in der Gleichteilefertigung bzw. mehr als 10.000 Individual- und Ersatzteile mittels 3D-Druck via Laser Powder Bed Fusion Verfahren (LPBF) kosteneffizient gefertigt werden. Durch die modulare Auslegung des Blueprints dieser Linie kann die Jahresstückzahl beliebig weiter skaliert werden.