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02.05.2019

UKP-Laser erobern die Werkzeugfertigung

Beim diesjährigen UKP–Workshop „Ultrafast Laser Technology“ am Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT in Aachen hat sich der Trend abgezeichnet, Ultrakurzpuls-Laser (UKP-Laser) auch für großflächige Anwendungen zu nutzen. Als Beispiel wurde die Bearbeitung polykristalliner Diamanten oder Karbidmaterialien für die Fertigung von Hartmetallbohrern vorgestellt.

Mittlerweile haben sich die UKP-Laser in der Wissenschaft und in der Mikromaterialbearbeitung fest etabliert. Mehr als 170 Interessierte aus 14 Ländern kamen in diesem Jahr nach Aachen, um sich über die neuesten Trends bei der Entwicklung von UKP-Lasertechnik für industrielle Anwendungen auszutauschen.

„Der UKP-Laser ist in der Industrie angekommen“, stellte Dr. Arnold Gillner, Leiter des Kompetenzfeldes Abtragen und Fügen am Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT und Initiator des UKP-Workshops, bereits zu Beginn der Veranstaltung fest. Das nächste Ziel sei es, Laser mit Leistungen wie bei CO2- und Faserlasern zur Verfügung zu stellen, die heute für die Materialbearbeitung von makroskopischen Bauteilen verwendet werden. „Die Herausforderung ist dabei, wie die Photonen auf das Werkstück gebracht werden können“, beschrieb Gillner das Kernthema des Workshops.

  • „Die Herausforderung besteht darin, die Photonen auf das Werkstück zu bringen“, sagt Dr. Arnold Gillner, Leiter des Kompetenzfeldes Abtragen und Fügen am Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT und Initiator des UKP-Workshops. Bild: Fraunhofer ILT, Aachen

    „Die Herausforderung besteht darin, die Photonen auf das Werkstück zu bringen“, sagt Dr. Arnold Gillner, Leiter des Kompetenzfeldes Abtragen und Fügen am Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT und Initiator des UKP-Workshops. Bild: Fraunhofer ILT, Aachen

  • Hartmetallbohrer lassen sich vollautomatisch aus einfachen Rohlingen herstellen. Die Maschine bekommt Rohlinge und Geometriedaten – die Laserparameter wählt sie automatisch. Bild: Dr. Claus Dold, EWAG AG, 2018

    Hartmetallbohrer lassen sich vollautomatisch aus einfachen Rohlingen herstellen. Die Maschine bekommt Rohlinge und Geometriedaten – die Laserparameter wählt sie automatisch. Bild: Dr. Claus Dold, EWAG AG, 2018

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Viele innovative Technologien dafür wurden im UKP-Workshop vorgestellt: Von neuen Laserstrahlquellen über schnelle Scannersysteme und neue Strahlformungskonzepte bis hin zu vollständig automatisierten und digitalisierten Prozessen reichen die aktuellen Beispiele.

Technikentwicklung im Verbund

Einigkeit herrschte beim Thema Strahlquellen: UKP-Laser bis 100 Watt sind inzwischen im Markt angekommen, Systeme mit mehreren 100 Watt sind verfügbar und werden schon in erste Maschinen integriert. Dazu kommen demnächst UKP-Laser im Multi-kW-Bereich, wie sie die Fraunhofer-Institute für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF in Jena sowie für Lasertechnik ILT in Aachen im Fraunhofer Cluster of Excellence „Advanced Photon Sources“ entwickeln. Beide Institute haben in den letzten Monaten neue Weltrekorde vorgelegt: Die Jenaer Gruppe zeigte 3,5 Kilowatt mittlere Ausgangsleistung aus einem Faserlasersystem und die Aachener 500 Watt bei nur 30 fs Pulsdauer mit einem Yb:Innoslab-Laser.

Insgesamt arbeiten im Fraunhofer Cluster „Advanced Photon Sources“ 12 Institute. Gemeinsam wollen sie neu entwickelte Strahlquellen zusammen mit entsprechender Systemtechnik für verschiedenste Anwendungen in zwei Applikationslaboren in Jena und Aachen zur Verfügung stellen.

Auch Laserentwickler Eric Mottay, Amplitude Systèmes, betonte, dass die Systemtechnik für die neuen Laser nur in enger Zusammenarbeit der verschiedenen Technologieträger entwickelt werden kann. Sichtbar wurde dies bei den nachfolgenden Vorträgen zu schnellen Scannern, Multistrahlsystemen und Spezialoptiken: Gemeinsam arbeiten Laserhersteller, Scannerexperten und Anwender zum Beispiel an einem Multistrahlkonzept, bei dem ein energiereicher Laserpuls in viele einzelne Laserpulse geteilt wird und parallel über die Oberfläche geführt wird, um größere Flächen effizient zu bearbeiten.


Inhaltsverzeichnis
Unternehmensinformation

Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

Steinbachstraße 15
DE 52074 Aachen
Tel.: 0241-8906-109
Fax: 0241-8906-121

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