Main fields of work

• Laser cladding: single- and two-stage processes, micro laser cladding, micro laser sintering 
• Laser dispersing
• Laser hardening
• Laser alloying
• Development of a reali-time temperature control system for the above mentioned processes
• Development of a powder transfer system allowing to transfer a minimum amount of non-flowable powders
• Processing of nickel base superalloys, titanium alloys and shape memory alloys
• Metallographical analysis of nickel base superalloys, titanium alloys and shape memory alloys (also as fine powders)
• Surface processing technologies in the field of bio-medicine

Aktuelle wissenschaftliche Arbeiten und Schwerpunkte

EU project „Manudirect“

The aim of the Manudirect project is to directly manufacture metal micro parts with a structural resolution of < 50 μm.  In 2008, LZH started operating the newly designed lab platform. Single-layer seam geometries with a seam width of < 30 μm as well as multi-layer geometries were generated on the basis of fine powder.

DFG project "laser deposition welding for surface texturing"

Within the scope of this project, we developed a process technology for depositing flat structures on even surfaces. Here, a software divides the structure into lines which are then exposed by a laser scanner one-by-one while the powder-based filler material is added through a flat spray nozzle. Thus, smooth flat structures were achieved. In the future, the width of single structures shall be significantly reduced using a fiber laser. It is further planned to make varying layer thicknesses possible by customizing the nozzle.

Special Research Field „Transregio 37“

Within the C2 "micro-functionalized shape memory alloy implants" subproject, we developed a process for electrolytic polishing of fine powders based on a nickel-titan shape memory alloy, which allows for an structure without artefacts. The aim of the project is to generate actuatory, NiTi powder-based micro implants that can be populated with stem cells.

BMBF project „Nanopart“

Im BMBF-Projekt „Nanopart“, das im Januar 2008 begonnen wurde, wird in der Gruppe Oberflächentechnik ein kombinierter Laserstrahlauftragschweiß- und Dispergierprozess entwickelt. Dabei werden in auftraggeschweißte Feinkonturen keramische Nanopartikel eingebracht. Die so erzeugten Nanokomposit-Schichten weisen sowohl eine hohe Verschleißfestigkeit als auch eine hohe Duktilität auf, indem sie die günstigen Eigenschaften der metallischen Matrix und der keramischen Nanopartikel kombinieren. Ein Anwendungsbeispiel: In der Papierindustrie müssen Formen zum Stanzen von Papier schnell und kostengünstig hergestellt werden. Hierzu ist die Erzeugung filigraner und
äußerst verschleißbeständiger Strukturen auf den Prägewalzen erforderlich. Diese Anforderungen können durch den in Nanopart entwickelten Prozess erfüllt werden. So wird die bisherige Prozesskette, die z. B. den Schritt des nasschemischen Ätzens enthält, erheblich verkürzt.

The Nanopart project was started in January 2008 and is aimed at developing a combined laser deposition and dispersion process. Here, ceramic nanoparticles are introduced in laser deposited fine contours to generate nano-composite layers with both high wear resistance and ductility. These nano-composite layers combine the advantages of the metal matrix and of ceramic nanoparticles.
Application example: in paper industry, cutting dies must be manufactured as rapidly and cost-efficient as possible. This requires

„ForschungsprämieZwei“

Mit Unterstützung des BMBF wurden in 2008 im Rahmen der „ForschungsprämieZwei“ Untersuchungen zum laserinduzierten Schäumen von Titan durchgeführt. Auf Basis einer Zusammenarbeit mit dem Institut für Mineralogie der Leibniz Universität Hannover wurden Treibmittel entwickelt um Titan in der schmelzflüssigen Phase laserinduziert aufzuschäumen. Poröse Titanwerkstoffe haben ein hohes Einsatzpotenzial in der Luftund Raumfahrttechnik, in der Chemieindustrie und insbesondere in der Medizintechnik. Die Herstellung von Titanschäumen aus der Flüssigphase wird bislang wegen der großen Anzahl notwendiger Prozessschritte, wegen der hohen Affinität flüssigen Titans
zu Verunreinigungen und des hohen Werkstoffverschleißes bei der spanenden Nachbearbeitung nicht verfolgt. In den am LZH durchgeführten Untersuchungen konnten im Laserstrahlauftragschweißverfahren Titanschaumstrukturen mit einer Porosität von ca. 30 % generiert werden. Diese Ergebnisse lassen vermuten, dass durch entsprechende Weiterentwicklungen der Treibmittel- und Prozesstechnik die Porositäten auf die für die beschriebenen Anwendungen erforderlichen 40 % bis 60 % erhöht werden können. Auf Basis dieser erfolgreichen Voruntersuchungen wurde bei der DFG für 2009 ein Antrag auf Gewährung einer Sachbeihilfe gestellt.