Arbeitsschwerpunkte

• Laserstrahltrennen, Abtragen und Beschriften verschiedenster Werkstoffe
• Trennen mit handgeführten Bearbeitungssystemen
• Beratung und Entwicklung im Bereich Lasersicherheit
• Laserdurchstrahlschweißen von Kunststoffen, technischen Textilien, Werkstoffkombinationen (z. B. Holz-Kunststoff)
• Laserbiegen von Stahlprofilen
• Thermographie bei der Laserbearbeitung von Kunststoffen

Aktuelle wissenschaftliche Arbeiten und Schwerpunkte

Im Jahr 2008 wurden in der Gruppe Sicherheitstechnik insgesamt 8 öffentlich geförderte Forschungsprojekte bearbeitet, wobei das Laserdurchstrahlschweißen von thermoplastischen Polymeren und technischen Textilien mit 3 Projekten und die Trenntechnik mit 4 weiteren Projekten die thematischen Schwerpunkte darstellten. Darüber hinaus wurden in den Projekten die Themen „Laserbasiertes Umformen von Stahl für den Automobilbau“ (EU-Projekt PROFORM), „Laserbearbeitung von Formgedächtnislegierungen für medizinische Implantate“ (Titel: „Entwicklung von steifigkeitsvariablen Implantaten“, durchgeführt im Rahmen des SFB 599 „Biomedizintechnik“ der DFG) sowie „Sicherheit von handgeführten Lasersystemen durch konstruktive Sicherheitseinrichtungen“ (BMAS/BAuA-Projekt) behandelt.

Abgeschlossen wurde im Jahr 2008 ein Projekt zur Erweiterung der Prozessgrenzen beim Laserdurchstrahlschweißen von thermoplastischen Kunststoffen (Titel: „Prozesstechnische Optimierung des Laserdurchstrahlschweißens von Thermoplasten“), welches als letztes einer Reihe von Projekten Teil eines DFGSchwerpunktprogrammes (SPP 1139) war. Wesentliche Ergebnisse dieses Projektes waren Erkenntnisse zur Erhöhung der Prozesssicherheit bzw. Vergrößerung des Prozessfensters beim Laserdurchstrahlschweißen mittels Vergrößerung der Temperaturhaltezeit durch Einsatz einer Doppelfokusoptik.

Begonnen hat in diesem Jahr die Verlängerung des Projektes „Untersuchung der Erzeugung lasergepulster hochdynamischer Reinwasserstrahlen“. Bisher erfolgte die grundlegende Untersuchung der mittels Laserstrahlung gepulsten Reinwasserstrahlen und der Auswirkungen auf das Abtragsverhalten. Erhaltene Ergebnisse verdeutlichen generell, dass die Wechselwirkung zwischen Laser- und Wasserstrahl die Abtragsraten signifikant beeinflusst. Zur Erarbeitung der ursächlichen Wechselwirkungsphänomene ist eine Erweiterung der bildgebenden Analysentechnik notwendig. Im aktuellen Projektzeitraum liegt der Schwerpunkt der Arbeiten daher auf der weiterführenden Analyse des Wechselwirkungsprozesses zwischen Laser- und Wasserstrahl. Hierfür wird ein kompakter Strahlkopf entwickelt, welcher eine hochgenaue und starre Ausrichtung des Laserstrahls auf den Wasserstrahl erlaubt. An diesen Kopf werden ein im ns-Bereich gepulster frequenzkonvertierter Nd:YAG-Beleuchtungslaser sowie eine Kamera mit Mikroskopoptik für eine zeitlich hochaufgelöste Prozessbeobachtung adaptiert.

Ansprechpartner am LZH für beide hier näher erläuterten Projekte ist Herr Dipl.-Phys. Peter Jäschke, Tel. +49 511 2788 432, Email: p.jaeschke@lzh.de.

Das Projekt zur Erzeugung lasergepulster Wasserstrahlen wurde auf der Thermographie-Konferenz Inframation 2008 in Reno/NV vorgestellt.

Verlängert wurde ferner das BMBF/PTKA-Projekt L Tex (Titel: „Laserschweißen von technischen Textilien unter  Berücksichtigung des Produktlebenszyklus in der Airbagindustrie“), in welchem das Laserschweißen von technischen Textilien für die Airbagindustrie qualifiziert wird. Hier steht die Weiterentwicklung eines Prototyps zum Schweißen von kreisrunden Fahrerairbagplatten unter Integration von Zusatzwerkstoffzufuhr, dynamischer Pressung der Airbaglagen und Prozesskontrolle im Vordergrund der Arbeiten. Das Projekt wurde z. B. auf der Großen Schweißtechnischen Tagung in Dresden 2008 vorgestellt.