Technologien
Großformatige (1m x 1,5 m) Prägeplatte, die mit dem neuen Multistrahl-Graviersystem erzeugt wurde. - © Fraunhofer ILT, Aachen
21.09.2021

Multistrahl-Laserverfahren für Berthold Leibinger Innovationspreis nominiert

Multistrahl-Laserverfahren für den renommierten Berthold Leibinger Innovationspreis 2020 nominiert

Die internationale, prominent besetzte Jury weiß es schon: Spannend bleibt aber die Frage nach den Preisträgern des Berthold Leibinger Preises 2020 bis zur Verleihung am 24. September 2021. Zu diesem Termin sind auch Wissenschaftler der Verbundforschung MultiSurf nach Ditzingen bei Stuttgart eingeladen. Dort werden Professor Arnold Gillner (Fraunhofer ILT), Dr. Stephan Brüning (Schepers GmbH & Co. KG) und Dr. Keming Du (EdgeWave GmbH Innovative Laser Solutions) neben weiteren Finalisten aus der ganzen Welt am Stammsitz der Firma Trumpf GmbH und Co. KG an der Preisverleihung teilnehmen.

In der Laserbranche zählt dieser Preis zu den weltweit hochkarätigsten Auszeichnungen. „Die Nominierung als Finalist ist bereits eine besondere Auszeichnung und zeichnet die hervorragende Arbeit unseres Wissenschaftlerteams aus“, freut sich Professor Constantin Häfner, Leiter des Fraunhofer ILT.

Für den Preis nominiert wurde das Team um Professor Gillner mit der Entwicklung eines Multistrahlsystems, bei dem ein Laserstrahl in bis zu 16 Teilstrahlen aufgeteilt wird. Das sind 16 Werkzeuge, die parallel und individuell gesteuert für die Herstellung funktionaler Oberflächen eingesetzt werden können.

Die Basis dieses Ansatzes bildet dabei ein neuer Ultrakurzpulslaser mit 500 Watt Durchschnittsleistung der Firma EdgeWave. Der Laserstrahl wird mit einer Spezialoptik, dem Herzstück des Systems, auf viele Teilstrahlen mit jeweils gleichen Strahlparametern verteilt. Inzwischen wurde die Technik in einem weiterführenden Projekt sogar auf 64 Strahlen erweitert, wobei alle Teilstrahlen einzeln moduliert werden können. Die Strahlmatrix wird über die zu strukturierenden Oberflächen geführt, wobei alle Strahlen separat nach Bedarf schnell an- und abgeschaltet werden. Die genauen Parameter für einen optimalen Materialabtrag wurden simuliert und mit Prozesswissen abgeglichen, das sich die Experten am Fraunhofer ILT über Jahre erarbeitet haben.

Die einzelnen Komponenten sind in ein neues Maschinensystem der Firma Schepers integriert. Diese Maschine übertrifft mit ihrer Kombination von hoher Bearbeitungsqualität und -geschwindigkeit alle gängigen Systeme zur Walzenstrukturierung. Es ist vermutlich die erste Maschine der Welt, die eine komplexe ultrakurz-gepulste Laser-Mikrostrukturierung von Metallen mit Abtragraten von bis zu 100 mm³/min ermöglicht.

Die Anwendungsfelder der Technologie reichen weit in die Zukunft: Werkzeuge für andere „Roll-To-Roll-Prozesse“ stehen auf der Agenda. Ebenso eignet sich das Multistrahl-Laserverfahren für spezielle Arbeitsschritte in der Batterie- und Wasserstofftechnik. Dazu entwickelte das Fraunhofer ILT bereits Systeme mit wesentlich zahlreicheren, parallelen Strahlen. Das alles ist Teil einer neuen Technologiegeneration zur Herstellung funktionaler Flächen. „Mit einer weiteren Leistungsskalierung lassen sich in Zukunft auch noch größere Flächen bearbeiten. So ließe sich zum Beispiel der Windwiderstand von Flugzeugtragflächen und Windrädern mit einer geeigneten Oberflächenbearbeitung reduzieren“, ist sich Arnold Gillner sicher.

Rund 500 Gäste kommen zur Preisverleihung, die aufgrund der Corona-Pandemie im letzten Jahr nicht stattfinden durfte.

Am 24. September erhalten alle acht Finalisten Skulpturen als Auszeichnung. - © Berthold Leibinger Stiftung/Sven Ederer
Am 24. September erhalten alle acht Finalisten Skulpturen als Auszeichnung. © Berthold Leibinger Stiftung/Sven Ederer

Verliehen wird der Preis der Berthold Leibinger Stiftung seit 2000 alle zwei Jahre, für herausragende Forschungs- und Entwicklungsarbeiten zur Anwendung oder Erzeugung von Laserlicht. Der Preis geht zurück auf den Stifter Professor Berthold Leibinger. Er führte bis 2012 den Vorsitz der Aufsichtsgremien der Trumpf Gruppe und verstarb im Oktober 2018 nach längerer Krankheit im Alter von 87 Jahren. Der Preis ist mit insgesamt 100.000 Euro dotiert.

(Quelle: Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT)

Schlagworte

LasertechnologienMultistrahlsystemUltrakurzpulslaser

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