LZH TB 2005_RZ.indd - Laser Zentrum Hannover eV

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Tätigkeitsbericht 2005
people matter
Laser Zentrum Hannover e.V.
Hollerithallee 8
D-30419 Hannover
Phone +49 511-27 88 - 0
Fax +49 511-27 88 - 100
E-Mail: [email protected]
www.lzh.de
2
LZH Tätigkeitsbericht 2005
Rückblick
auf das Jahr 2005
Organisation –
Aufbau
und Schwerpunkte
Wirtschaftliche
Entwicklung
Arbeitssicherheit
im LZH
Forschungs- und
Entwicklungsarbeiten 2005
Ausbildung
im LZH
Messen 2005
Veranstaltungen
4
6
6
6
6
6
7
7
8
8
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13
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15
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Veröffentlichungen
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Technische
Ausstattung
Rückblick auf das Jahr 2005
Organisation – Aufbau und Schwerpunkte
2.1. Ziele und Schwerpunkte des LZH
2.2. Organisation
2.2.1. Mitglieder
2.2.2. Kuratorium
2.2.3. Vorstand
2.2.4. Geschäftsführer
2.2.5. Abteilungsleiter
2.2.6. Gruppenleiter
2.2.7. Organigramm
2.3. Arbeitsschwerpunkte
3. Wirtschaftliche Entwicklung
3.1. Gliederung der Einnahmen
3.2. Personalentwicklung
3.3. Anzahl und Herkunft ausländischer Mitarbeiter
4. Arbeitssicherheit im LZH
5. Forschungs- und Entwicklungsarbeiten 2005
5.1. Neue F&E-Vorhaben 2005
5.1.1
Laserentwicklung
5.1.2. Laserkomponenten
5.1.3. Produktions- und Systemtechnik
5.1.4. Werkstoff- und Prozesstechnik
5.1.5. Nanotechnologie
5.1.6. Lasermedizin/Biophotonik
5.1.7. Stabsabteilung
5.2. Laufende Projekte in 2005
5.3. Abgeschlossene Projekte in 2005
5.4. Patente und Anmeldungen 2005
5.5. Ausgründungen
5.6. Preise und Auszeichnungen in 2005
5.7. Habilitationen, Promotionen, Diplomarbeiten und Projektarbeiten
5.8. Mitarbeit in Gremien – Mitglied in Netzwerken
6. Ausbildung und Weiterbildung im LZH
7. Messen
8. Veranstaltungen
9. Veröffentlichungen
9.1. Veröffentlichungen 2005
9.1.1
Laserentwicklung
9.1.5. Nanotechnologie
9.1.6. Lasermedizin/Biophotonik
9.1.7. Stabsabteilung
9.2. Pressemitteilungen
10. Technische Ausstattung
10.1. Sonderinvestitionen durch das Land Niedersachsen
10.2. Laseranlagen im LZH
10.3. Beschichtungsanlagen
10.4. Optikcharakterisierung
10.5. Labore: Laserentwicklung
10.6. Mess- und Analysegeräte
11. So erreichen Sie das LZH
So erreichen
Sie das LZH
1.
2.
Rückblick
Inhaltsverzeichnis
Rückblick
auf das Jahr 2004
Rückblick
auf das Jahr 2005
1.
Rückblick auf das Jahr 2005
Im Jahr 2005 konnte das LZH sein Wachstum mit ungebrochener
Dynamik fortsetzen. Viele neue und innovative Ansätze konnten durch Projekte realisiert werden und haben den DrittmittelUmsatz im Vergleich zum Vorjahr um 16 % auf ca. 10 Mio. Euro
angehoben. Dass dieses Wachstum nicht im luftleeren Raum
stattfindet, ließ sich im vergangenen Jahr auf der Laser-Messe
in München ablesen. Die positive Stimmung und der Zukunftsoptimismus sind charakteristisch für die Branche der Optischen
Technologien. Die außerordentlich gute Projektsituation ist
aber nicht zuletzt auch zurückzuführen auf die Förderorganisationen und die Projektträger, insbesondere das BMBF, die AiF,
die Europäische Kommission und die DFG. Der Laser als Fortschrittstechnologie hat sich in vielen Bereichen der neuen Technologien als Schlüsselelement erwiesen und bietet damit außerordentlich viele Möglichkeiten zur Umsetzung. Das gemeinhin
bekannte Motto „Höher, schneller, weiter“ kann für das Feld der
Lasertechnik in „Kleiner, schneller, effizienter“ umgeschrieben
werden. Moderne Strahlquellen verfügen heute über Parameter,
die Entwicklungen in der Materialbearbeitung, der Lasermedizin, der Messtechnik oder der Kommunikationstechnik zulassen,
die noch vor wenigen Jahren als Science-Fiction oder gar als
physikalisch unmöglich eingestuft wurden.
Insbesondere die internationale Vernetzung des Laser Zentrum Hannover e.V. wurde in 2005 weiter etabliert. Mit dem
Aufbau der Aus- und Weiterbildungszentren in Changchun und
Shanghai konnten gleichzeitig neue Industriepartner gewonnen werden, die entweder bereits auf dem chinesischen Markt
aktiv sind oder die dies in Kürze planen. Ziel des LZH ist es mit
Unterstützung durch das BMBF deutschen Kooperationspartnern eine Möglichkeit zu geben, durch ein geeignetes Umfeld
und ein Angebot ausgebildeter Fachkräfte vor Ort, Lasertechnik
effizient einzusetzen bzw. den Markt zu erschließen. Ebenfalls
im vergangenen Jahr konnte das Erprobungs- und Beratungszentrum Moskau mit Unterstützung durch das BMBF in Betrieb
genommen werden. Auch hier geht es darum, den deutschen
Industriepartnern eine Plattform zu geben, das in der Region
Moskau vorhandene hohe Potential an klein- und mittelständischen Unternehmen, insbesondere in der Blechbearbeitung zu
erschließen. Mit diesen beiden Aktivitäten hat sich das LZH in
den vergangenen Monaten auch strategisch in zwei Ländern
etabliert, die über ein überdurchschnittliches Potential an herausragenden Wissenschaftlern verfügen.
4
Aus wissenschaftlicher Sicht konnte sich das LZH in den vergangenen Monaten auf vielen Gebieten weiterentwickeln und etablieren. Im Bereich der Materialbearbeitung wurde das Laserstrahlschweißen insbesondere von hochfesten Feinblechen optimiert, in der Mikrobearbeitung konnten eine Reihe von neuen
Anwendungen, z.B. Sensoren im Automobilbau oder Fertigungsverfahren für die Photovoltaik-Technik entwickelt werden und
in der Nanostrukturierung wurden Verfahren auf der Basis von
Plasmonen erforscht, die es erstmalig ermöglichen, Elektronik
und Photonik in einer Struktur zu verbinden. Im Bereich der
lasergestützten Gravitationswellenforschung wurden Systeme
hin zu höheren Leistungen optimiert, so dass das LZH nunmehr
die Mehrzahl aller weltweit eingesetzten Systeme bestückt.
Auch im Bereich der Lasermedizin konnten Fortschritte erzielt
werden. Erstmalig konnte mit Forschungsarbeiten aus dem
Institut das Verfahren der reinen Femtosekunden-LASIK in
ein Produkt umgesetzt werden. Zeugnis der erfolgreichen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten sind die vielen Einladungen
zu internationalen Konferenzen und Tagungen, auf denen LZHMitarbeiter ihre Ergebnisse nicht nur publizieren, sondern auch
diskutieren.
Neben der wissenschaftlichen Aktivität konnten in 2005 auch
eine Reihe wirtschaftspolitischer Impulse gesetzt werden. Mit
Unterstützung durch das Wirtschaftsministerium des Landes
Niedersachsen und der regionalen Wirtschaftsförderinitiative hannoverimpuls konnte der Standort Hannover für Optischen Technologien weiter gefestigt und ausgebaut werden.
Gemeinsame Messeauftritte mit dem Ziel, neue Unternehmen
in Hannover anzusiedeln, so wie der in 2005 erstmals durchgeführte Gründungswettbewerb „Lighthouse“ haben erste Erfolge
gezeigt und wesentlich dazu beigetragen, das Umfeld des LZH
weiter zu stärken. Von besonderer Bedeutung ist dabei, dass
zunehmend Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter aus dem Institut
die Möglichkeiten haben, ihre Ideen nachhaltig und mit eigener
Kraft marktfähig umzusetzen. Die sehr guten Randbedingungen haben es ermöglicht, dass in den letzten Jahren ca. zwei
Ausgründungen pro Jahr realisiert werden konnten.
All diese Aktivitäten haben dazu geführt, dass das LZH auch im
Jahr 2005 seine nationale und internationale Reputation weiter
verbessern konnte. Es konnten wichtige Weichen für die zukünftig positive Entwicklung des Instituts gestellt werden. Flaschenhals bleibt dabei sicherlich die nach wie vor konstant niedrige
Grundfinanzierung durch das Land Niedersachsen, die mit nur
13 % in diesem Jahr einen neuen relativen Tiefstand erreicht
hat. 2006 geht das Institut in das 20. Jahr seiner Aktivitäten
und damit ist sicherlich auch die Notwendigkeit einer Zäsur in
dieser Hinsicht gegeben. Hier gilt es gegenwärtig, Entscheidungen zu treffen, welche das LZH auch für die nächsten 20 Jahre
mit Erfolg Forschung und Entwicklung rund um die Lasertechnik
betreiben lassen.
Rückblick
Rückblick
auf das Jahr 2005
Der vorliegende Tätigkeitsbericht des Laser Zentrum Hannover
e.V. gibt Ihnen einen Überblick über die Arbeiten und Projekte
des Jahres 2005. Er zeigt wieder einmal, dass insbesondere der
wirtschaftspolitische Auftrag des Instituts, aber auch die wissenschaftliche Exzellenz im vergangenen Jahr in besonderer
Weise erfüllt werden konnten. Der Bericht soll den Mitgliedern
des Vereins, dem Kuratorium und darüber hinaus einem breiten
Freundeskreis des Laser Zentrum Hannover e.V. einen Überblick
über die Vielfalt und Qualität des Instituts im vergangenen Jahr
geben.
Besonderen Dank gilt an dieser Stelle den Mitarbeiterinnen
und Mitarbeitern für ihre geleistete Arbeit, ihrem überdurchschnittlichen Einsatz und ihr persönliches Engagement im abgelaufenen Jahr. Ohne ihre Kreativität und Flexibilität sowie die
ständig neue Innovationsfähigkeit wären die vielen positiven
Ergebnisse, die das Institutsbild in der Öffentlichkeit zeigt sicher
nicht zustande gekommen. Besonderer Dank geht ebenfalls an
Freunde und Förderer des Laser Zentrum Hannover e.V. aus Politik, Verwaltung, Wissenschaft und Industrie für die kooperative
Zusammenarbeit und das hohe entgegengebrachte Vertrauen.
Damit können wir weiterhin trotz der schwierigen öffentlichen
Haushaltssituation auf ein positives Jahr 2006 ausblicken mit
dem Ziel, das Laser Zentrum Hannover e.V. weiter zu positionieren und zu einem bedeutenden Stützpfeiler in der Entwicklung
der Lasertechnik und der Optischen Technologie in Niedersachsen, Deutschland und Europa auszubauen.
Dr.-Ing. habil. Andreas Ostendorf, 31.12. 2005
5
2.
Organisation – Aufbau und Schwerpunkte
Organisation –
Aufbau
und Schwerpunkte
2.1. Ziele und Schwerpunkte des LZH
Am 20 Juni 1986 konstituierte sich das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) unter der Schirmherrschaft des Ministeriums für
Wirtschaft, Technologie und Verkehr des Landes Niedersachsens in der Rechtsform eines eingetragenen Vereins. Aufgabe
des Vereins ist die selbstlose Förderung der angewandten Forschung auf dem Gebiet der Lasertechnologie. Zu diesem Zweck
übernimmt das LZH:
• Forschungs- und Entwicklungsvorhaben in den Bereichen
Laserentwicklung und Laseranwendung
• Technische und wissenschaftliche Beratungen mit dem Ziel,
Forschung und Praxis zusammenzuführen
• Industrienahe Ausbildung von Fachkräften für die
Entwicklung, Anwendung und Bedienung von Lasersystemen
Der optimalen Erfüllung dieser Aufgaben dienen enge Kooperationen mit der Universität Hannover, vertreten durch die Institute für Quantenoptik, Fertigungstechnik und Spanende Werkzeugmaschinen sowie Werkstoffkunde, der amtlichen Materialprüfanstalt (Hannover), der Schweißtechnischen Lehr- und
Versuchsanstalt (Hannover) und dem Institut für Integrierte
Produktion Hannover GmbH.
Kraft Satzung dient der Verein überwiegend gemeinnützigen
Zwecken im Sinne des § AO.
2.2. Organisation
2.2.1. Mitglieder
Satzungsgemäß fand eine Mitgliederversammlung
am 28.10. 2005 statt.
2.2.2. Kuratorium
Dem Kuratorium gehören folgende Mitglieder an:
Prof. Dr. Dr. h.c. K. E. Goehrmann
Vorsitzender des Kuratoriums
INI – International Neuroscience Institute
Alexis-Carrel-Str. 4, 30625 Hannover
MinR W. Kraus
Bundesministerium für Bildung und Forschung
Referat 513: Optische Technologien
Heinemannstr. 2, 53175 Bonn
Dipl.-Vw. H. Heyne
stellvertretender Kuratoriumsvorsitzender
Nds. Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr
Friedrichswall 1, 30159 Hannover
Prof. Dr. G. Litfin
LINOS AG
Königsallee 23, 37081 Göttingen
MD K. Stuhr
Ehrenmitglied des Kuratoriums
Hägerweg 9 a, 30659 Hannover
Dr.-Ing. J. Balbach
Laser Produkt GmbH
Brunker Stieg 8, 31061 Alfeld
Prof. Dr.-Ing. Barke
Präsident der Universität Hannover
Welfengarten 1, 30167 Hannover
6
Prof. Dr. J. Mlynek
Präsident der Helmholtz-Gemeinschaft
Markgrafenstr. 37, 10117 Berlin
Dr. R.J. Peters
VDI-Technologiezentrum
Graf-Recke-Str. 84, 40239 Düsseldorf
Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. V. Schwich
Krusestr. 27, 47475 Kamp Lintfort
2.2.3. Vorstand
Dr.-Ing. habil. A. Ostendorf (Vorstandssprecher)
Hollerithallee 8, 30419 Hannover
Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing E.h. mult. Dr. h.c. H. K.Tönshoff
Universität Hannover
Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen
Schönebecker Allee 2, 30823 Garbsen
Prof. Dr. W. Ertmer
Institut für Quantenoptik
Welfengarten 1, 30167 Hannover
Prof. Dr. W. Ertmer
Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing.
E.h. mult. Dr. med. h.c.
H. Haferkamp
Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. mult. Dr. med. h.c. H. Haferkamp
Unterwassertechnikum
Lise-Meitner-Str. 1, 30823 Garbsen
Organisation –
Aufbau
und Schwerpunkte
Der Vorstand ist gesetzlicher Vertreter des Vereins. Im Jahr 2005
gehörten dem Vorstand folgende Personen an:
Prof. Dr. H. Welling
Hollerithallee 8, 30419 Hannover
Dr.-Ing. habil. A. Ostendorf
Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing.
E.h. mult. Dr. h.c. Tönshoff
2.2.4. Geschäftsführer
Der Geschäftsführer vertritt den Vorstand und übernimmt die
Leitung des Laser Zentrum Hannover e.V.
Geschäftsführer
Dr.-Ing. habil. A. Ostendorf
7
2.2.5. Abteilungsleiter
Querschnittsbereiche:
Organisation –
Aufbau
und Schwerpunkte
Abteilungen:
Laserkomponenten:
Dr. Detlev Ristau
Werkstoff- und
Prozesstechnik:
Dr.-Ing. Oliver Meier
Laserentwicklung:
Dr. Dietmar Kracht
Nanotechnologie:
Prof. Dr. Boris Chichkov
Stabsabteilung:
Dipl.-Soz. Klaus Nowitzki
Produktions- und Systemtechnik: Dr. Uwe Stute
Verwaltung:
Dipl.-Bw. Dirk Wiesinger
Lasermedizin/
Biophotonik: PD Dr. Holger
Lubatschowski
2.2.6. Gruppenleiter
Beschichtungen
Dr. Stefan Günster
Top-Down-Verfahren
Dr. Carsten Reinhardt
Bottom-Up & Risikoanalyse
Dr.-Ing. Dipl.-Chem. Stephan Barcikowski
Maschinen u. Steuerungstechnik
Dr. Rainer Kling
Business Development
Dipl.-Oec. Olaf Bödecker
Mikrotechnik
Dipl.-Ing. Thorsten Temme
Charakterisierung
Dr. Kai Starke
Oberflächentechnik
Dipl.-Ing. Mathias Deutschmann
EUV/X-ray
Dr. Ulf Hinze
Prozessentwicklung
Dipl.-Phys. Henrik Ehlers
Fertigungsorganisation
Dipl.-Phys. Kai Schulze
Solid State Photonics
Dipl.-Ing. Maik Frede
Fügetechnik
Dipl.-Ing. Lars Engelbrecht
Trenntechnik, Sicherheit u. Sonderverfahren
Dipl.-Ing. Dirk Herzog
Ultrafast Photonics
Dr. Dieter Wandt
8
Messtechnik:
Prof. Dr.-Ing.
Jürgen Czarske
(jetzt TU Dresden)
Kuratorium
Vorstand
Verwaltung
Industrie, Hochschule,
Wirtschaftsministerium
Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. mult. Dr. h.c. H. K. Tönshoff
Prof. Dr. W. Ertmer
Dr.-Ing. habil. A. Ostendorf (Sprecher)
Dipl. BW Dirk Wiesinger
Mitglieder
Industrieunternehmen,
Hochschulinstitute,
Forschungseinrichtungen
Organisation –
Aufbau
und Schwerpunkte
2.2.7. Organigramm
Stabsabteilung
Dipl.-Soz. Klaus Nowitzki
LZH Laser Akademie
Dr. Stephan Meiser
Laserkomponenten
Laserentwicklung
Produktions- u.
Systemtechnik
Werkstoff- u.
Prozesstechnik
Dr. Detlev Ristau
Dr. Dietmar Kracht
Dr. Uwe Stute
Prozessentwicklung
Ultrafast
Photonics
Mikrotechnik
Fügetechnik
Prof. Dr.
Boris Chichkov
Top-Down
Dipl.-Phys. Henrik
Ehlers
Dr. Dieter Wandt
Dipl.-Ing. Thorsten
Temme
Dipl.-Ing.
Lars Engelbrecht
Messtechnik
Dr. Carsten
Reinhardt
Charakterisierung
Solid State
Photonics
Oberflächentechnik
Prof. Dr.-Ing.
Jürgen Czarske
Bottom-Up &
Risikoanalyse
Dr. Kai Starke
Dipl.-Ing.
Maik Frede
Dipl.-Phys.
Kai Schulze
Dipl.-Ing.
Mathias Deutschmann
Lasermedizin /
Biophotonik
Dr.-Ing. Dipl.-Chem.
Stephan Barcikowski
Beschichtungen
Maschinen &
Steuerungen
PD Dr. Holger
Lubatschowski
EUV/X-ray
Dr. Stefan Günster
Dr. Rainer Kling
Trenntechnik,
sicherheit &
Sonderverfahren
Dipl.-Ing.
Dirk Herzog
Nanotechnologie
Dr. Ulf Hinze
Organigramm des LZH (Stand 31.12. 2005)
Curatorship
Board of Directors
Administration
Industry, University,
Ministry of Economy
Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. mult. Dr. h.c. H. K. Tönshoff
Prof. Dr. W. Ertmer
Dr.-Ing. habil. A. Ostendorf (Executive Director)
Dirk Wiesinger
Membership
Industry, University,
Research Institutes
CEO Staff
Klaus Nowitzki
LZH Laser Akademie
Dr. Stephan Meiser
Laser
Components
Laser
Development
Production &
Systems
Materials &
Processes
Dr. Detlev Ristau
Dr. Dietmar Kracht
Dr. Uwe Stute
Dr. Oliver Meier
Nanotechnology
Prof. Dr.
Boris Chichkov
Top-Down
Technology
Laser Metrology
Dr. Carsten
Reinhardt
Process
Development
Ultrafast
Photonics
Microtechnology
Joining
Henrik Ehlers
Dr. Dieter Wandt
Thorsten Temme
Lars Engelbrecht
Characterization
Solid State
Photonics
Industrial
Engineering
Surface
Treatment
Prof. Dr.-Ing.
Jürgen Czarske
Bottom-Up
Technology & Risk
Assessment
Dr. Kai Starke
Maik Frede
Kai Schulze
Mathias
Deutschmann
Medical
Applications &
Biophotonics
Dr. Stephan
Barcikowski
Coatings
Machines &
Controls
Cutting, Safety &
Special Processes
PD Dr. Holger
Lubatschowski
EUV & X-ray
Dr. Stefan Günster
Dr. Rainer Kling
Dirk Herzog
Dr. Ulf Hinze
Organization Chart LZH (31.12. 2005)
9
Organisation –
Aufbau
und Schwerpunkte
2.3. Arbeitsschwerpunkte
Prozesstechnologie
• Trennen
• Fügen
• Oberflächenbearbeitung
• Mikro- und Nanobearbeitung
• Rapid Prototyping
• Modellbildung und Simulation
Anlagentechnik
• Prozesskontrolle und -regelung
• Sensorik
• Lasermesstechnik
• Thermographie, Pyrometrie
• CAD/CAM-Systeme
• Handgeführte Lasersysteme
• Anlagenentwicklung
• Qualitätssicherung
Optiken, Beschichtungen
• Beschichtungen von VUV- bis in den FIR-Bereich
• Charakterisierung optischer Komponenten nach ISO-Normen
• Entwicklung von Spezial- und Hochleistungsbeschichtungen
• Hochstabile Beschichtungen mit geringsten
optischen Verlusten
• Rapid Prototyping komplexer optischer Funktionsschichten
10
Laserentwicklung
• Diodengepumpte Festkörperlaser
• Ultrakurzpulslaser
• Abstimmbare Lasersysteme für die Spektroskopie
• Hochstabile Festkörperlaser für die Messtechnik
• Faserlaser- und Faserverstärkersysteme
• Frequenzkonversion und Wellenleitung von Laserstrahlung
• Nichtlineare Optik
Laser in Medizin und Biophotonik
• Mikrochirugie mit ultrakurzen Laserpulsen
• Zellchirugie
• Optische Diagnose- und Bildgebungsverfahren
• Neurostimulation
Umweltanalytik
• Immissions- und Emissionsmessungen
• Arbeitsplatzmessungen
• Schadstoffanalytik und Emissionsprognose
• Planung von Absaugeinrichtungen und
Abluftreinigungsverfahren
Aus- und Weiterbildung
• Studienbegleitende Fachausbildung
• Facharbeiter-Ausbildung
Wirtschaftliche Entwicklung
Die wirtschaftliche Entwicklung des Laser Zentrum Hannover
e.V. im Jahr 2005 wird anhand der nachfolgenden Ergebnisrechnung aufgezeigt.
Die betriebliche Leistung (Umsatz) betrug im Jahr 2005 Mio.
€ 11,424 (Vorjahr: Mio. € 10,020). Die Leistung (Umsatz) setzt
sich zusammen aus den Projekterträgen durch die Industrie,
Bund, Land, EU und Sonstige in Höhe von Mio. € 9,906 (Vorjahr: Mio. € 8,502) und der Grundfinanzierung durch das Land
Niedersachsen in Höhe von Mio. € 1,518 (Vorjahr: Mio. € 1,518).
Der Zuwachsrate des Projektumsatzes betrug 17% (Vorjahr:
-9%) Die Eigenfinanzierungsquote lag bei 87% (Vorjahr: 85%).
Im Jahr 2005 wurden dem LZH vom Wirtschaftsministerium des
Landes Niedersachsen zusätzlich Mittel für strategische Investitionen in Höhe von Mio. € 0,379 (Vorjahr: Mio. € 1,314) zur
Verfügung gestellt (darin enthalten sind Zuwendungen in Höhe
von Mio. € 0,230 (Vorjahr: Mio. € 0,077) der DFG im Rahmen
einer Co-Finanzierung Bund-Land nach dem HBFG). Die Aufwendungen für Investitionen betrugen damit Mio. € 1,685 (Vorjahr:
Mio. € 2,090). Der Anteil der Investitionen an den Gesamtaufwendungen betrug im Geschäftsjahr 14% (Vorjahr: 18%).
Wirtschaftliche
Entwicklung
3.
Umsatzentwicklung 1998–2005 (in T€)
12.000
10.000
8.000
6.000
4.000
2.000
0
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
Im Jahr 2005 wurden am LZH 82 Forschungs- und Entwicklungsvorhaben bearbeitet. Es kamen in 2005 21 F&E-Vorhaben, davon vier im europäischen Rahmen, zur
Bewilligung. (s. Bild auf der folgenden Seite „Gliederung der Einnahmen“).
11
3.1. Gliederung der Einnahmen
Gliederung der Einnahmen 2005
Wirtschaftliche
Entwicklung
13 %
2%
34 %
Industrie/-Beteiligung
EU
AIF
DFG
BMBF
Sonstige
Grundfinanzierung
27 %
12 %
8%
4%
Gliederung der Einnahmen 2004
15 %
32 %
2%
22 %
13 %
12 %
12
4%
Industrie/-Beteiligung
EU
AIF
DFG
BMBF
Sonstige
Grundfinanzierung
3.2. Personalentwicklung
Die Aufteilung der Mitarbeiter im LZH ist in der folgenden Grafik dargestellt.
8
9
6
200
5
13
7
4
85
101
75
100
111
104
88
0
72
100
97
93
83
90
90
50
62
75
150
67
14
10
72
77
15
11
15
1997
7
5
Wirtschaftliche
Entwicklung
250
12
1998
Gastwissenschaftler
Wissenschaftliche Hilfskräfte
Wissenschaftliche Mitarbeiter
Technisches Personal
Administration
18
12
22
22
19
19
18
15
15
15
14
17
Gastwissenschaftler
1999
2000
2001
Wissenschaftliche Hilfskräfte
Wissenschaftliche Mitarbeiter
Technisches Personal
Administration
2002
2003
2004
2005
3.3. Anzahl und Herkunft ausländischer Mitarbeiter
Ausländische Mitarbeiter im LZH 2005
2
Ägypten
7
Kanada
1
Bosnien-Herzegowina
1
Kasachstan
3
China (Taiwan)
2
Moldau
7
China, Volksrepublik inkl.
1
Niederlande
1
Ecuador inkl. Galapagos-Ins
6
Russische Föderation
1
Ghana
11
Spanien
4
Griechenland
1
Tunesien
3
Indien inkl. Sikkim und Goa
4
Ukraine
1
Indonesien inkl. Irian Jaya
2
Vereinigte Staaten
1
Japan
1
Vietnam
2
Kamerun
1
Weißrußland (Belarus)
Insgesamt 63 ausländische Mitarbeiter aus 22 Ländern
13
Arbeitssicherheit
im LZH
4.
Arbeitssicherheit im LZH
Im Bereich Arbeitssicherheit verfolgt das LZH kontinuierlich
das Ziel, Tätigkeiten, Prozesse und Technologien sicherheitstechnisch zu optimieren. Dieses gilt sowohl für die Arbeitsund Lasersicherheit am LZH selbst, wie auch für die konstante
Begleitung innovativer Lasertechnik unter sicherheitstechnischen Aspekten.
Im Rahmen nationaler und europäischer Projekte konnten auch
im Jahr 2005 wieder wichtige Erkenntnisse über potenzielle
Gefährdungen gewonnen und geeignete Schutzmaßnahmen
im Bereich der Lasertechnik erarbeitet werden. Ein Schwerpunkt
bildete die Mitarbeit bei der Entwicklung von sicheren Ultrakurzpuls-Lasersystemen für die Medizintechnik. Ein weiteres
Projekt hat zum Ziel, persönliche Schutzausrüstung, wie u.a.
Handschuhe und Oberbekleidung für Tätigkeiten mit handgeführten Lasergeräten hinsichtlich eines Minimalschutzes gegen
Laserstrahlung in Fehlerfällen zu qualifizieren. Darüber hinaus
betreibt das LZH eine ständige Weiterentwicklung im Bereich
Laserschutzwandsysteme sowie der Abluftreinigung hin zu
intelligenten Systemen.
LZH-intern dominierte im Jahr 2005 die kontinuierliche Umsetzung geplanter Maßnahmen sowie die Verfolgung der definierten Ziele. Anlässlich von Umbaumaßnahmen konnte der
Brand- sowie der Arbeitsschutz in einzelnen Bereichen optimiert
werden.
Im Bereich der Mitarbeiterschulung hält das LZH am bewährten
Konzept fest. Durch mehrsprachige Schulungen, Unterweisungshilfen und Anweisungen wird den Anforderungen begegnet, die
sich durch die internationale Ausrichtung des LZH und damit
auch die Beschäftigung von Wissenschaftlern, Praktikanten und
14
Studenten aus allen Erdteilen der Welt ergeben. Somit wird ein
sicheres Arbeiten am LZH gewährleistet.
Für das Jahr 2005 spiegelten sich die Maßnahmen zum Arbeitsschutz erneut in einem sehr positiven Ergebnis der Unfallzahlen wieder. Bei den meldepflichtigen Unfällen konnte die Zahl
0 erreicht werden, d.h. es ereignete sich kein meldepflichtiger
Unfall. Auch die Zahl der nicht-meldepflichtigen Unfälle bewegt
sich auf einem sehr niedrigen Niveau.
Auch im Jahr 2005 lag ein Schwerpunkt der Aktivitäten des LZH
im Transfer der erworbenen Kenntnisse zum Anwender. Dieses
schließt in hohem Maße Themen der Lasersicherheit und der
Arbeitssicherheit mit ein. In Zusammenarbeit mit der LaserAkademie wurden im Jahr 2005 über 10 Ausbildungsseminare
sowie Workshops mit Bezug zu den Themen Lasersicherheit,
Umgang mit Gefahrstoffen bei der Laserstrahlmaterialbearbeitung, Sicherheit von Maschinen oder Medizinprodukten, für
Fachpublikum aus technischen und medizinischen Bereichen
veranstaltet. Daneben beteiligt sich das LZH durch Mitarbeit in
Normengremien an der direkten Umsetzung von Forschungsergebnissen zur Lasersicherheit in technische Regelwerke u.a. zur
Sicherheit von Lasermaschinen ein.
Verstärkt wurden von der Industrie die Dienstleistungen des
LZH im Bereich der Lasersicherheit abgefragt. Dieses umfasst
Beratungen zur Sicherheit von Laseranlagen, die Durchführung
von Gefährdungsanalysen und die Erstellung von Sicherheitskonzepten, sowie die Charakterisierung von Gefahrstoffemissionen und die Qualifizierung von Schutzmaßnahmen.
5.
Forschungs- und Entwicklungsarbeiten 2005
5.1. Neue F&E-Vorhaben in 2005
Laserentwicklung
Entwicklung eines Ultrakurzpuls-Yb-Faseroszillators
Gruppe:
Ultrafast Photonics
Drittmittelgeber (Projektträger):
Fa. JENOPTIK Laser, Optik, Systeme GmbH
Projektzeitraum:
10/2004–09/2007
Projektziel:
Ziel dieses Vorhabens ist die Realisierung und Untersuchung
eines modengekoppelten Faserlasers im Wellenlängenbereich
um 1025 nm mit einer Ausgangsenergie von 1 nJ und Pulsdauern von 250–400 fs. Dieser Oszillator soll als kompakte, wartungsarme und justagefreie Seedquelle für Wolframatverstärker
eingesetzt werden.
Vorgehensweise:
Zum tiefergehenden Verständnis der Lasereigenschaften von
kurzwelligen, modengekoppelten Yb:Faserlasern ist eine genaue
Kenntnis des Wellenlängenverhaltens erforderlich. Deshalb
werden zunächst Simulationen und Modellierungen zu den entsprechenden Faserparameter, wie Dotierung, Länge und Modenfelddurchmesser durchgeführt. Aufbauend auf diesen Arbeiten
wird die Pulsdynamik im Resonator numerisch bestimmt. Dabei
sollen die Systemparameter für eine kurzwellige Laseremission
um 1025 nm bei stabiler Modenkopplung bestimmt werden.
Auf der Grundlage dieser Untersuchungen wird ein passiv
modengekoppelter Faseroszillator experimentell verifiziert und
in seinen Eigenschaften untersucht. Dabei sollen unterschiedliche Fasertypen, Auskoppelgrade, Freistahlkomponenten etc.
eingesetzt werden. Die Ergebnisse werden mit den Modellrechnungen verglichen. Ziel ist es dabei, die numerischen Routinen
der eingesetzten Programme zu verbessern und den Einfluss von
Toleranzen bezüglich der Konzeptionierung des Laserresonators
zu erfassen. Auf der Basis der vorangegangenen Untersuchungen wird ein Labormuster erstellt, dass zum Seeden des Wolframatverstärkers geeignet ist und welches dem Verbundpartner
ISGW für deren Experimente zur Verfügung gestellt wird. Die
Optimierung des Faseroszillators erfolgt in Bezug auf die Parameter des Verstärkersystems. Hierbei ist eine Feinabstimmung
von Wellenlänge, Pulsenergie und Pulsdauer erforderlich. Dabei
soll auch durch die Technik des spektralen Filterns im Resonator die Pulsdynamik und die spektrale Bandbreite gezielt eingestellt werden um eine erhöhte Funktionalität zu erreichen.
Aufbauend auf den vorhergehenden Experimenten sollen die
bisher noch verwendeten Freistrahlaufbauten sukzessive durch
faseroptische Komponenten, wie z.B. Koppler, Isolatoren, Polarisationssteller, etc. ersetzt werden. Dabei ist auch geplant,
die Dispersionskompensation mit photonischen Kristallfasern
anstelle von Beugungsgittern zu erproben. Das Ziel ist dabei die
Realisierung eines „all-fiber“ Femtosekunden-Faseroszillators,
der justagefrei und extrem wartungsarm ist. Dieses System wird
eingehend untersucht und sowohl bezüglich der Komponenten
und den optischen Eigenschaften dokumentiert.
Kontakt:
Dr. Dieter Wandt
Tel.: +49(0)511-2788-214 E-Mail: [email protected]
English Abstract:
The aim of this research project is the investigation and
consequent realization of an ultrafast Ytterbium fiber laser
operating in the wavelength range around 1025 nm, with an
output energy of 1 nJ and a pulse duration of 250-400 fs.
This oscillator will be used as a compact, low-maintainance
seed-oscillator for Ytterbium-doped tungstate based amplifiers.
15
Forschungs- und
5.1.1.
Entwicklung eines gepulsten Festkörperlasers für das BepiColombo Laser Altimeter (BELA)
Gruppe:
Solid-State Photonics
Fa. von Hoerner & Sulger GmbH
Forschungs- und
Projektzeitraum:
04/2005–07/2006
Projektziel:
Auf der ESA/JAXA Merkurmission „Bepi Colombo“, deren
Launch für 2013 vorgesehen ist, soll neben anderen Instrumenten auch ein Laseraltimeter zur präzisen topographischen
Erfassung der Merkuroberfläche zum Einsatz kommen. Hierfür
wird ein gepulstes diodengepumptes Festkörperlasersystem
benötigt. Ziel des Projektes ist die Entwicklung zweier flugnaher
Laserprototypen, die innerhalb eines Industriekonsortiums konzeptioniert und gefertigt werden. Am Laser Zentrum Hannover
e.V. wird als Teilprojekt der Laserkopf entwickelt.
Vorgehensweise:
Die prinzipielle Machbarkeit eines auf Nd:YAG basierenden
Festkörperlasersystems mit den geforderten Spezifikationen
hinsichtlich der Pulsenergie (50mJ), der Pulsdauer (<10ns) und
des Strahlprofils (M2<1.6) wurde anhand eines Master Oscillator Power Amplifier (MOPA) Konzeptes im Labormodell demonstriert. Im nächsten Schritt erfolgt eine Miniaturisierung des
Lasers, um das notwendige Massenbudget zu erfüllen. Bei dem
Design der Prototypen müssen spezifische, für Weltraumanwendungen typische Eigenheiten wie Funktionalität in einem
großen Temperaturbereich, Toleranz gegenüber Vibrationen
beim Raketenstart und Strahlungsresistenz optischer Komponenten berücksichtigt werden.
Labormodell des
passiv gütegeschalteten
Master-Oszillators.
Labormodell des
2-stufigen
Power-Amplifiers.
Projektergebnis und Ausblick:
Zum Abschluss des Projektes sollen zwei Prototypen des Lasersystems zur Verfügung stehen, die dann sowohl in ein Gesamtmodell des Laseraltimeters integriert als auch im Thermalvakuum bzw. in Vibrationstests auf ihre Weltraumtauglichkeit
untersucht werden können.
Kontakt:
Dr. Jörg Neumann
Skizze des Bepi Colombo Planetary Orbiters (ESA©).
16
English Abstract:
The aim of the project is the development of two near-flight
prototypes, which are designated for the pulsed, solid-state
laser source of a spaceborne altimeter, as a part of the joint
ESA/JAXA mission “Bepi Colombo” to Mercury. A verification model, which fulfills the required laser specifications,
has already been set up. The mission requirements such as
mass budget, power consumption, operating temperature
range and mechanical stiffness have to be considered in the
prototype design.
Ionengestütztes Magnetronsputtern für optische Hochleistungsschichten
Gruppe:
Prozessentwicklung
Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen
(AiF) [EFDS Dresden]
Projektzeitraum:
06/2005–05/2007
Vorgehensweise:
In enger Kooperation entwickeln die beiden beteiligten Forschungsstellen Fraunhoferinstitut für Schicht und Oberflächentechnologien (IST) und Laser Zentrum Hannover (LZH) den
Prozess des ionenunterstützten Magnetronsputterns. Im Projektbegleitenden Ausschuss werden zudem die Unternehmen
Carl Zeiss AG (Oberkochen), CCR Technology GmbH (Rheinbreitbach), Laseroptik GmbH (Garbsen), Layertec GmbH (Mellingen),
Leybold Optics GmbH (Alzenau) und TUI Laser AG (München)
aktiv.
Der neue Forschungsansatz besteht darin, spezielle schmalbandige Ionenquellen mit veränderbarer Ionenenergie zusätzlich
zum reaktiven Magnetronsputtern einzusetzen und den Zusammenhang zwischen Plasmaparametern der einzelnen Quellen
und der Schichteigenschaften zu untersuchen. Angestrebt wird
hierbei die Verbesserung der Schichtqualität bei den gegebenen Magnetron-Sputterraten hinsichtlich der Streuung (durch
Oberflächenrauhigkeit und Volumenstreuzentren), Absorption
(geringste Defektdichte) und Dichte bei industriell relevanten
Produktionsgeometrien. Als Ergebnis sollen anhand verschiede-
Querschnitt einer gesputterten LaF3-Schicht, Maßstab 50µm
ner Prototypen die speziellen Eigenschaften optischer Schichten demonstriert werden:
• Oxidische Multischichten (Ta2O5, SiO2, andere) mit gerings
ter Absorption im NIR (1064 nm und 1500 nm). Das Ziel sind
hier Absorptions- und Streuverluste (bei 1064 nm gemessen)
von kstreu < 5·10 -7 bei SiO2 und kabs bei SiO2 <1·10 -6 bei
den hochbrechenden Oxiden.
• Oxidische Multischichtsysteme für Laseranwendungen im
sichtbaren und nahen Infrarotbereich.
• Oxidische Multischichten für DUV (193 nm).
• Multischichtsysteme, die auch metallische Zwischen
schichten enthalten (z.B. UV-Bandpassfilter).
Ein wichtiger Aspekt bei der Entwicklung und Optimierung der
ionengestützten Magnetron-Prozesskonzepte für die Darstellung hochwertiger optischer Beschichtungen ist die Einordnung
der erreichten Qualität in das Spektrum konkurrierender Herstellungsverfahren, welche in der optischen Dünnschichttechnik überwiegend eingesetzt werden.
Somit ergeben sich insgesamt die vier Arbeitsschwerpunkte
Prozesstechnologie, Materialentwicklung, Demonstratorfertigung und Schichtcharakterisierung.
Laserinduzierte Zerstörung einer gesputterten Antireflexbeschichtung
(Pulsdauer 8ns, Beschichtungsmaterial TiO2/SiO2)
17
Forschungs- und
Projektziel:
Optische Schichten sind heute eine Schlüsselkomponente für
viele industrielle Anwendungen, beispielsweise in der Feinoptik, der Architekturglasbeschichtung sowie der Display-, Automobil- und Telekommunikationstechnik. Das Ziel des Projekts
ist die Entwicklung einer ionenassistierten Magnetron-Sputtertechnologie zur wirtschaftlichen und effizienten Abscheidung sehr hochwertiger optischer Multischichtsysteme (Oxide,
Oxid-Metallschichtsysteme, ggf. Fluoride). Dieses neue Verfahren wird sich durch ein bis dato nicht realisierbares Eigenschaftsprofil auszeichnen, welches die wirtschaftlichen (Rate,
Ausbeute) und technologischen (Qualität, Homogenität) Vorteile des ionenunterstützten Aufdampfens und der MagnetronKathodenzerstäubung vereint. Hierbei wird die hervorragende
Schichtqualität durch Beschuss der aufwachsenden Schichten
mit Ionen moderaten, definierten Energien und hohen Stromdichten erzielt, wogegen die hohen Beschichtungsraten aus der
Magnetron-Technologie resultieren.
Forschungs- und
Mit den Ergebnissen des Projektes wird der Bereich hochwertiger optischer Schichtsysteme für eine neue Anlagen- und Fertigungstechnologie erschlossen. Durch den verfolgten Ansatz
der prozesstechnischen Kombination niedrigenergetischer
Ionenquellen mit Sputterkathoden wird es möglich sein, das
wirtschaftliche Magnetronsputtern auch für die Herstellung
von Produkten der Fein- und Präzisionsoptik sowie der optischen
Telekommunikation zu verwenden. Die Demonstration der optischen Leistungsfähigkeit damit erzeugter Schichtsysteme bildet
eine sichere Entscheidungsgrundlage für die Einführung der
Technologie in den Produktionsbetrieb.
Die Ergebnisse des Projektes erlauben eine Nutzung in den
verschiedensten Fachgebieten und Wirtschaftszweigen. Als Beispiele können folgende konkrete Fachgebiete dienen:
• Werkstoffe, Materialien:
Materialsynthese, Schichtabscheidung,
Werkstoffoptimierung.
• Produktion:
Glasbeschichtung und allgemeine Beschichtungsindustrie
• Elektrotechnik, Mikrosystemtechnik:
Displaytechnik
• Mess-, Regel- und Automatisierungstechnik:
Optische Messtechnik, Schmalbandfilter
• Informations- und Kommunikationstechnik:
Optische Datenübertragung
English Abstract:
Ion-Assisted Magnetron Sputtering for High-Quality Optical
Coatings
The main target of the project is the development of a new
process concept for the production of thin-film components
with improved optical characteristics in selected application
fields with high economical potential. In an “Ion-Assisted
Magnetron Sputtering” process, the advantages of highquality ion-assisted deposition and high-rate magnetron
sputtering will be combined.
Kontakt:
Dipl.-Phys. Henrik Ehlers
Beispiel einer automatisierten Charakterisierung der Defektanzahl auf einer
optischen Oberfläche
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Riblets für Verdichtungsschaufeln – Entwicklung von Fertigungsverfahren, Charakterisierung der Oberflächen und experimentelle Bewertung der Verlustminderung – Teilprojekt: Fertigung der Schaufeloberflächen durch Laserabtrag
Gruppe:
Mikrotechnik
Ein erstes 2D-Demonstratorbauteil (eben Platte) wurde strukturiert und wird momentan am IfS auf seine Funktion und Einsetzbarkeit hin getestet.Weitere Aktivitäten sind die Weiterentwicklung des bestehenden Prozesses auf eine 3D-Bearbeitung und
die Erarbeitung eines grundlegenden Prozessverständnisses zur
Übertragung der entwickelten Technologie vom Demonstrator
auf beliebige 3D-Bauteile.
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
Projektzeitraum:
01/2005–12/2006
Vorgehensweise:
Innerhalb des Projektes sollen Fertigungstechniken entwickelt
werden, welche die Herstellung funktionaler Oberflächen am
Beispiel von Turbinenschaufeln erlaubt. Das LZH entwickelt
hierbei die lasergestützte Oberflächenstrukturierung. Gefertigte Demonstratorbauteile werden anschließend vom Institut
für Strömungsmaschinen IfS im Windkanal getestet und die
Mikrostrukturen auf ihre Funktion hin untersucht.
Kontakt:
Dip.-Ing. Frank Siegel
English Abstract:
Within this project the generation of defined micro structures on extensive surfaces for fluidic purposes is in development. Based on the multi pulse ablation regarding the
correlation between the used process parameters, different
surface modifications as well as shapes of the ablated micro
structures are generated and were transformed to larger
areas. These micro structures should influence the fluidic
behavior of stream machines or turbines to reduce the drag
and increase the system efficiency.
19
Forschungs- und
Projektziel:
Lasergestützte Herstellung feinster Mikrostrukturen (5...20µm)
auf metallischen Oberflächen
Laser Trimmen von Mikromechanischen Silizium Drehratensensoren
Gruppe:
Mikrotechnik
Drittmittelgeber:
Fa. Continental Teves AG & Co. oHG
Forschungs- und
Projektzeitraum:
01/2005–08/2005
Vorgehensweise:
Mit Hilfe gezielter Laserabträge werden mikromechanische
Oszillatoren
(Silizium-Drehratensensoren) über Massenausgleich und Federsteifigkeitsveränderungen in den mechanischen Idealzustand
gebracht. Dazu werden mittels eines iterativen Verfahrens das
mechanische Ungleichgewicht sowie die Abweichung von der
Soll-Resonanzfrequenz mit den einzelnen Schritten Messung,
Bestimmung der Abtragsparameter, Laserabtrag solange verringert bis die Messwerte den erforderlichen Toleranzwert erreicht
haben. Die erforderliche Präzision für den Laserabtrag und die
gute Bearbeitbarkeit des Werkstoffes Silizium wird durch die
Verwendung ultrakurzer Laserpulse erreicht.
Prinzip des lasergestützten Massenabgleichs beim Si-Drehratensensor
Kontakt:
Dipl.-Ing. Ulrich Klug
English Abstract:
This project has succesfully demonstrated laser-trimming
processes of MEMS. Femtosecond-laser ablation has been
used for inbalance compensation and spring element manipulation of micromechanical Si-gyroscopes. A semi-automatic
fabrication process on the wafer-level was established.
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REM-Aufnahme eines lasergetrimmten Drehratensensors
Qualitäts- und Effizienzsteigerung bei der industriellen Mikrobearbeitung mit Ultrakurzpuls-Lasern (QUEST) – Technologieentwicklung zur Laserplasma-Materialbearbeitung mittels
Ultrakurzpuls-Laser
Gruppe:
Mikrotechnik
Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF-UA), Fa.
Siemens VDO, Limbach-Oberfrohna
Anwendungsbeispielen aus dem Automobilbau (spez. Komponenten aus Einspritzsystemen) zum Thema Präzisionsbohren,
-schneiden und zur Oberflächenbearbeitung werden die systemund prozessseitigen Entwicklungen dieses Projektes auf ihre
Übertragbarkeit in die produktionstechnische Praxis geprüft.
Die gewonnenen Erkenntnisse sowohl in der Lasersystemtechnik, als auch in der Prozess- und Strahlführung werden mit den
Erfahrungen eines etablierten Maschinenbauunternehmens
für industrielle Präzisionsbearbeitung zusammengeführt. Das
Projekt schließt mit einem ganzheitlichen Anlagenkonzept für
die effiziente Mikromaterialbearbeitung mit ultrakurzen Laserpulsen.
Projektzeitraum:
08/2005–07/2008
English Abstract:
The aim of the project „QUEST“ is technology transfer concerning the use of ultrashort-laser pulses for industrial applications. This should be carried out by developing robust
ultrafast laser sources in combination with the use of innovative pulse- and beam shaping techniques.
Präzisionsbohrungen für Einspritzdüsen (fs-Laser)
21
Forschungs- und
Vorgehensweise:
Mit innovativen Konzepten für UKP-Laserquellen auf der einen
Seite und mit neuen Ansätzen zur Pulsformung sowie die Nutzbarmachung plasmaphysikalischer Effekte im Laserprozess auf
der anderen Seite soll die Ultrakurzpulstechnologie leistungsstärker und unempfindlicher gemacht werden. Anhand von
Kontakt:
Dipl.-Ing. Ulrich Klug
Adaptive CAD-Modelle zur Kompensation von Formabweichungen beim Laserstrahlschneiden (ADAMO)
Gruppe:
(AiF)
Europäische Forschungsvereinigung Blechbearbeitung (EFB)
Forschungs- und
Projektzeitraum:
06/2005–05/2007
Vorgehensweise:
Herstellungsprozesse in der Umformtechnik und in der Blechverarbeitung werden maßgeblich von Softwaresystemen
unterstützt. Genannt seien hier z.B. messtechnische Systeme
für den Soll-Ist-Vergleich sowie Software zur Rückführung von
Messpunktwolken in Flächendaten. Das Projekt kombiniert
beide Ansätze in einer praxisgerechten Weise, entwickelt sie
weiter und erschließt damit neue Anwendungsfelder. Hierzu
werden die Ergebnisse eines Soll-Ist-Vergleichs genutzt, um ein
vorliegendes CAD-Modell durch Einsatz von Reverse Engineering Methoden derart zu verändern, dass es dem vermessenen
Realteil entspricht. Im Unterschied zur vollständigen Neugewinnung der Flächenbeschreibungen aus den Messpunkten,
werden bei der vorgeschlagenen Methode wichtige Informationen aus dem CAD-Modell (z.B. Topologie und Features) das
neu generierte Modell übernommen. Die hierfür erforderlichen
Transformationen werden ebenso auf die im Steuerprogramm
einer Laserschneidanlage hinterlegten Geometrieinformationen angewandt, um so eine Adaptierung der anhand des idealen CAD-Modells definierten Verfahrwegs zu erreichen. Die
erforderlichen Algorithmen werden in einen zu entwickelnden
Softwareprototypen implementiert. Bei der Entwicklung des
softwaregestützten adaptiven Modells werden zwei Wege zur
Erfassung der Ist-Geometrie berücksichtigt: Das Bauteil wird
sowohl mit taktiler als auch unter Anwendung optischer Messtechnik erfasst. Im ersten Teil des Projektes soll besonderer Wert
auf die Verwendung einfacher Techniken unter Rückgriff auf die
typischerweise in kleinen und mittleren Unternehmen vorhandenen Technologien gelegt werden, während im zweiten Teil
die individuelle Anpassung des CAD-Modells an die fertigungsbedingten Formabweichungen innerhalb einer typischen Serie
den Forschungsschwerpunkt bildet. Nach deren Implementation
werden die Verfahren einem produktionsnahen Anwendungstest unterzogen und von den Projektpartnern evaluiert.
22
Das zu entwickelnde Verfahren ermöglicht insbesondere kleinen
und mittleren Unternehmen die lasergestützte 3D-Blechteilbearbeitung mit einer neuen
Qualität: Nicht-ideal umgeformte Bauteile können auf Basis
einer Offline NC-Datengenerierung korrekt weiterverarbeitet
werden. Dies wird ohne aufwendiges Nachteachen und ohne
komplexe Spannwerkzeuge möglich sein.
Durch Nutzung des ursprünglichen CAD-Modells wird der Softwareprototyp auch in der Lage sein, kleine Messpunktwolken
zur Berechnung des neuen Modells zu nutzen. Dies ist insbesondere für viele kleinere und mittlere Unternehmen wichtig, da
diese häufig nicht die nötige optische Messtechnik besitzen, um
große „vollständige“ Punktewolken zu generieren. Der Vorteil
besteht darin, dass eine beliebige Laseranlage genutzt werden
kann, um die Messpunkte auf dem Bauteil im Teach-In Modus
zu erfassen. Völlig neuartig ist auch die Berücksichtigung der
Deformation in Folge der beim Schneiden frei werdenden Spannungen. In der Praxis wird der Anwender zunächst das Bauteil
einmessen, den NC-Code für erste, nicht-deformierende Schnitte
generieren und einen ersten Teil des Bauteils fertigen. Dann
wird iterativ der Code durch die Abfolge „Einmessen/Code
generieren/Schneiden“ bis zur endgültigen Fertigung generiert.
Dies ist einerseits ein pragmatisches Vorgehen, um das Problem
der Bauteilabweichung während des Prozesses zu beherrschen
und andererseits eine innovative Wissens- und Erfahrungsbasis
für zukünftige Entwicklungsarbeiten.
Kontakt:
Dipl.-Phys. Michael Huse
English Abstract:
The AdaMo project aims at developing a software-based
iterative procedure to increase the precision of off-line programmed toolpaths for laser cutting machines. Due to the
springback effect, deep-drawn sheet-metal workpieces deviate from the CAD models used during the production planing phase. During the project, a software prototype will be
developed to adapt CAD models to the workpiece, using
clouds of representative points on its surface.
Technologiepaket für das Schneiden von Glas mit dem MLBA
(Multiple Laser Beam Absorption) Trennprozess
Gruppe:
Maschinen und Steuerungen
Carl Baasel Lasertechnik/H2B – Photonics
Kontakt:
Dr. Rainer Kling
English Abstract:
A laser based method (MLBA) for cutting glass products has
been developed at Laser Zentrum Hannover e.V.. This technology is predestined for manufacturing displays for cellular
phones, PDA and TFT-Displays. In co-operation with H2B
Photonics the cutting equipment and the method is optimised by LZH for further applications. The use of MLBA is
planned for cutting automotive glass, architectural glass and
also for furniture glass. The distribution of the technology in
the field of display applications is done by Carl Baasel Laser
Technik GmbH & Co.KG.
23
Forschungs- und
Vorgehensweise:
Am Laser Zentrum Hannover e.V. wurde ein laserbasiertes Verfahren zum Trennen von Glasbauteilen entwickelt. Diese Technologie ist prädestiniert für den Einsatz in der Fertigung von
Displays für Handys, PDAs und TFT-Monitoren. In Zusammenarbeit mit der H2B-Photonics GmbH wird das Verfahren am LZH
weiterentwickelt und neue Anwendungsfelder erschlossen. Zielsetzung ist hierbei die Industrietauglichkeit des Verfahrens auch
für die Bereiche Automotive, Architektur, Sanitär- sowie Möbelverglasung zu sichern. Die Carl Baasel Laser Technik GmbH &
Co.KG leitet den Vertrieb der Technologie im asiatischen Raum
für den Displayglas Markt.
Laser-Remote-Welding-Kopf (LRW-Head) – 3D-Visier
Gruppe:
(Land Niedersachsen, Unterauftrag der SEF Anlagen GmbH
Projektzeitraum:
06/2005–05/2006
Forschungs- und
Projektziel:
Industrietauglicher 3D Scankopf für Roboter gestütztes Remote
Welding
Vorgehensweise:
Im dem Industrieprojekt 3d Visier/LRW-Head werden die Erfahrungen früherer Projekte zum Remote Welding in ein serienreifes Produkt überführt. Zusammen mit der SEF Anlagen GmbH
wird ein industrietauglicher Remote Schweißkopf erstellt, der
direkt mit dem Roboter gekoppelt wird. Die Robotersteuerung
übernimmt die Ansteurung sowohl der 6 Roboterachen als auch
der 4 Scannerachsen mit einem für Industrieroboter sehr kurzen
Taktintervall von 1 ms.
Fügen von Glas und Metallbauteilen mit Hilfe von Laserstrahlung
Konstruktion, Beschaffung und erste Bewegungstests sind abgeschlossen. In Kürze werden Praxiserprobungen vorgenommen.
Kontakt:
Dr. Rainer Kling
English Abstract:
Together with the robot manufacturer SEF Anlagen GmbH,
the experience from earlier projects in remote welding will
be exploited and transferred to create an industrial product.
The robot control will take over the scanner control for an
accurate and fast coupling of the 6 robot axes, as well as the
4 scanner axes. This will be achieved using a fast communication link of the server, which guarantees interpolation
cycles of 1 ms for all axes.
Es konnten erste Verbunde von Glas und Metall an medizinischen Primärpackmitteln erzeugt werden.
Gruppe:
(AiF)
Projektzeitraum:
07/2005–06/2007
Vorgehensweise:
Durch das Projekt GlaMe soll die Technologie des Glas-MetallVerbindens weiterentwickelt werden. Zur Steigerung der Effizienz, Flexibilität und Genauigkeit werden am LZH Methoden
entwickelt, um den derzeit üblichen Gasbrenner durch verschiedene Laser gekoppelt mit einer Temperaturregelung zu ersetzen. Ein Anlagenprototyp wird entwickelt und aufgebaut, um
einen höheren Grad der Automatisierung zu erreichen und das
mögliche Produktspektrum zu erweitern.
24
Medizinisches Primärpackmittel
Kontakt:
Dipl.-Ing. Lars Richter
English Abstract:
The project “Glame” aims at creating an automated process
for glass-metal-bonding. The important fact is the substitution of the gas burner by different kinds of lasers, and the
creation of a closed-loop-control. The project includes building a typical prototype machine for this type of application.
CUSTOCER – Mass Customisation of ceramic and glass decoration. A contribution to the Future Manufacturing Industries
Gruppe:
Als Ergebnis dieses Teilprojektes steht den Projektpartnern eine
Rich-Client Anwendung für den Design- und Dekorierprozess,
eine offene Infrastruktur für die Unterstützung des Order-toInvoice Prozesses und die Integration der CNC-Anlagensteuerung zur Verfügung.
Drittmittelgeber:
Europäische Kommission
Projektziel:
Gesamtziel des Forschungsprojektes ist die kundenindividuelle Massenfertigung von Keramik- und Glasdekorationen
unter Anwendung laserbasierter Fertigungstechnik. Aufgabe
der Gruppe Fertigungsorganisation ist die Entwicklung eines
informationstechnischen Architekturkonzeptes und die Untersuchung geeigneter softwaretechnischer Infrastrukturmodelle
zur Realisierung einer durchgängigen CAD/CAM/CNC Prozesskette.
Vorgehensweise:
Durch Anwendung agiler Softwareentwicklungsmethoden
werden aus den spezifizierten Benutzeranforderungen geeignete Architekturmodelle abgeleitet und unter Verwendung
moderner objektorientierter Frameworks in eine prototypische
Implementation überführt. Speziell soll basierend auf standardisierten XML-Webservices Protokollen und individuell entwickelten Schemadefinitionen eine service-orientierte Architektur
unter Verwendung eines quelloffenen Enterprise Service Busses
zur dynamischen und flexiblen Integration der Subprozesse realisiert werden.
Kontakt:
Dipl.-Phys. Kai Schulze
English Abstract:
The overall objective of the CUSTOCER project is to develop
a process to support mass customisation for the decoration
of ceramic and glass products through the integration of
laser techniques. In order to achieve this objective two laser
techniques are going to be studied, developed and semiindustrially implemented: deposition (HPLS - High Power
Laser Scanning and Laser Cladding) and activation (Photosensitization). The main project outcome is to develop a prototype which allows the customised decoration of the clients‘
products. This will require the study of materials, the laser
adaptation and the development of an internet-based business application.
25
Forschungs- und
Projektzeitraum:
10/2005–10/2007
Micro System Rapid Development (µSRD) – Ein Anlagensystem für die flexible und hochauflösende 3D-Mikroproduktion
Forschungs- und
Am Laser Zentrum Hannover e.V. wurde ein neuartiges, hochauflösendes Anlagenkonzept für die 3D-Mikroproduktion entwickelt. Als Konzept für die Maschinenauslegung wurde ein
bereits bestehender Fertigungsprozess basierend auf der µ-Stereolithographie in entscheidenden Punkten so verbessert, dass
eine weitere Steigerung der Skalierung um den Faktor 3-5 erzielt
werden konnte. Eines der Kernstücke der neuen Systemtechnik
ist ein frequenzkonvertierter Festkörperlaser, der im Oszillatorbetrieb Pikosekunden-Laserpulse mit einer Wiederholrate von
100 MHz zur Verfügung stellt. Im Vergleich zu gütegeschalteten
Lasersystemen, die vorwiegend im kHz-Bereich arbeiten, konnten so deutliche Steigerungen im Bereich der Oberflächengüte
erzielt werden. Weiterhin wurden die anzutreibenden Elemente
mit Piezo-Verstellern ausgestattet, die eine reproduzierbare
Positionierung im sub-µ Bereich garantieren. Derzeit am LZH
eingesetzte Photoresiste erlauben eine Auflösung von ca. 5–10
µm vertikal und 3–5 µm lateral.
Innerhalb des EU-geförderten Forschungsprojektes „Rapid Production Tool for micro mechanical systems (PronTo)“ wurde die
Anlage für die Fertigung von Präzisionsmechaniken eingesetzt.
Als Innovation kann die ganzheitliche Fertigung mikro-mechanischer Baugruppen bezeichnet werden, da die Montage der
Einzelkomponenten nicht erforderlich ist. Weitere Arbeiten
fokussieren derzeit auf die Charakterisierung der mechanischen
und dynamischen Eigenschaften der entwickelten mikro-mechanischen Systeme.
Ein weiteres Augenmerk wurde bei der Anlagenkonzeptionierung auf die flexible Gestaltungsmöglichkeit des Systems
gelegt.
Die Technologie wurde bereits als „stand-alone“-System mit
einer Partnerinstitution zur Forschung an Metamaterialien
genutzt. Metamaterialien stellen ihre funktionalen Eigenschaften sowohl über das Basismaterial als auch über die Mikrostruktur ein.
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Kontakt:
Dipl.-Ing. (FH) Andrè Neumeister
English Abstract:
Micro System Rapid Development (µSRD) – A new machining system enables the flexible, high-resolution micro production
The flexible and high-resolution micro production has been
enabled by a new machining system that has been developed
at the Laser Zentrum Hannover. Key factors of the design
are piezo driven actuators allowing a maximum encoder
based resolution < 1 µm and a 10 ps frequency-trippeld Nd:
YAG oscillator providing pulse trains with a repetition rate
of 100 MHz. By using organic-anorganic hybrid polymers,
micro parts with resolutions of 5–10 µm vertical and 3–5
µm lateral are achievable directly from user defined 3D CAD
data. Here, one of the major innovations is the fabriation of
micro mechanical systems having moving parts that have
been built in a one-step production fashion without further
assembly.
Herstellung umformfähiger Tailored Hybrid Blanks aus Leichtbauwerkstoffen mittels Laserstrahllöten mit Zusatzwerkstoffen
Gruppe:
Fügetechnik
Projektzeitraum:
04/2005–03/2006
Projektziel:
Im Rahmen des Teilprojektes der DFG-Forschergruppe 505
„Hochleistungsfügetechnik für Hybridstrukturen“ konnte die
Umformbarkeit von lasergelöteten Tailored Hybrid Blanks aus
Stahl und Aluminium exemplarisch nachgewiesen werden
(siehe Bild). Ziel der folgenden Arbeiten ist die Steigerung der
Duktilität der Fügeverbindungen, um eine blechdicken- und
werkstoffunabhängige Umformbarkeit zu gewährleisten. Dazu
sind weitere Grundlagenforschungen notwendig, um den
Zusammenhang zwischen den Prozessparametern, der Bildung
intermetallischer Phasen und den mechanischen Eigenschaften
zu beschreiben. Ein weiteres Ziel ist die Steigerung der Lötgeschwindigkeit über weiterführende prozesstechnische Ansätze.
Vorgehensweise:
Als Fügepartner kommen auf der Stahlseite ein DC05, ein
H320LA und ein HCT600XD zum Einsatz, die mit den Aluminiumlegierungen AA5182 und AA6016 gefügt werden. Als
Zusatzwerkstoffe werden Zinkbasislote verwendet, um ein
Anschmelzen besonders des Aluminiumgrundwerkstoffs zu vermeiden. Als Strahlquelle kommt ein lampengepumpter Nd:YAGLaser mit einer Ausgangsleistung von 4 kW zum Einsatz. Die
Fügeverbindungen werden metallographisch charakterisiert
und in Zugversuchen, Napfzugversuchen und hydraulischen
Tiefungsversuchen getestet. Weiterhin ist die Darstellung der
Korrosionseigenschaften geplant.
Im Rahmen der Untersuchungen wurde zunächst festgestellt,
dass durch flussmittelfreies Löten mit den im Rahmen des Projektes erprobten Ansätzen keine mechanisch belastbaren Verbindungen herstellbar sind. Daher wurde ein Laserlötprozess
entwickelt, mit dem unter Verwendung eines nicht korrosiven
Flussmittels die Herstellung von Tailored Hybrid Blanks aus
einer 6000er Aluminiumlegierung und Stahlfeinblechgüten
unterschiedlicher Dicke und Festigkeitsklassen möglich ist.
Durch die Verwendung eines Fülldrahtes mit Flussmittelkern
wird eine gute Prozessautomatisierbarkeit gewährleistet. Mit
Lotwerkstoffen auf Zinkbasis gelingt es, Anschmelzungen des
Aluminiumgrundwerkstoffes zu vermeiden.
Bereits bei geringen Al-Gehalten im Zinklot bilden sich intermetallische Phasen an der Stahlblechkante aus, die die mechanischen Eigenschaften in Abhängigkeit des Belastungsfalles
beeinflussen. Im Querzugversuch versagen die Überlappverbindungen aufgrund ihrer guten Anbindungsbreite in der Regel im
Grundwerkstoff. Die Stumpfstoßverbindungen versagen dagegen in der Naht, wobei Festigkeiten im Bereich von 80% der
Festigkeit des schwächeren Grundwerkstoffs erzielbar sind.
Die bislang noch unzureichende Nahtduktilität schränkt die
Umformung der Tailored Hybrid Blanks zu Näpfen ein. Da allerdings bei der Stumpfstoßverbindung DC05 (0,8 mm) – AA6016
(1,15 mm) das Napfziehen mit einem Ziehverhältnis von 1,9
aufgrund des optimalen Blechdickenverhältnisses versagensfrei
möglich ist, besteht Potenzial, durch weiterführende Forschung
eine umfassende Umformbarkeit von lasergelöteten Tailored
Hybrid Blanks realisieren zu können.
Kontakt:
Dipl.-Ing. Lars Engelbrecht
English Abstract:
The objective of the project is the developpment of a laser
beam brazing process, which can be used to join aluminium to steel sheets. These so-called Tailored Hybrid Blanks
should provide appropriate mechanical properties which are
required to be deep drawn to a complex part of a safe vehicle
structure.
Napf aus Tailored Hybrid Blank
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Forschungs- und
Sustainable Production Technologies of Emission reduced
Light weight Car Concepts – SuperLIGHTCAR [SLC]
Gruppe:
Fügetechnik
Forschungs- und
Projektzeitraum:
02/2005–01/2009
Projektziel:
In Zusammenarbeit von 38 Organisationen (7 Automobilhersteller, 10 Zulieferer, 10 Engineering Partner, 8 Universitäten
und 3 KMUs) wird im SLC-Projekt ein innovatives Leichtbaukonzept für Serienfahrzeuge entwickelt. Die Forschungsarbeiten
basieren auf bisherigen Forschungsergebnissen zu Konstruktionskonzepten, Simulationsmethoden sowie Werkstoff- und
Fertigungstechnologien für den Leichtbau. Die Zielsetzung des
SLC-Projektes ist die Entwicklung eines Leichtbau-Fahrzeugkonzeptes in Mischbauweise (Karosseriestrukturen mit idealem
Material-Mix), welches bis zu 50% leichter ist als gegenwärtige
Fahrzeuge in der Großserie. Erreicht werden kann dieses Ziel nur
mit der exakten Bewertung verschiedener Materialkombinationen, der Weiterentwicklung von Konstruktionsweisen, Simulationsmethoden und Fügetechniken. Zur Vorhersage der Zuverlässigkeit, Bewertung der Kostenszenarien und Nachhaltigkeit
innovativer Mischbau-weisen werden geeignete Methoden für
die Anwendung in zukünftigen Leichtbaufahrzeugen erarbeitet.
Vorgehensweise:
Die Forschung im Rahmen des multidisziplinären SLC-Projektes
beschäftigt sich mit der Verarbeitung neuer Materialien und
Materialverbunde, der Formgebung, Fügetechniken für Mischbauweisen und der Konstruktion bzw. Simulation von leichten
Karosseriestrukturen. Das SLC-Projekt setzt auf Erkenntnisse
aus vorangegangenen europäischen und nationalen Projek-
28
ten zu den Themen Fertigung, Leichtbaumaterialien, passive
Sicherheit, geräusch-dämmende Materialien und Fahrzeugmontage auf. Besonderer Wert wird im SLC Projekt auf den aktiven
Austausch der verschiedenen Fachdisziplinen gelegt.
In den zu entwickelnden Mischbauweisenkonzepten steht die
Funktionalität des Fahrzeuges an oberster Stelle. Die Materialwahl wird für einzelne Baugruppen jeweils getrennt beurteilt und der Gesamtfunktion unterstellt. Für die anderen Forschungsaufgaben gilt diese Maxime in gleicher Weise. Parallel
zur Beurteilung von Leichtbaukomponenten werden fortschrittliche Form- und Fügeverfahren sowie die Konstruktions- und
Simulationswerkzeuge entwickelt. Nach 3 Jahren werden die
zuverlässigsten Technologien selektiert und der SLC Prototyp
einer Leichtbaukarosseriestruktur aufgebaut. Die Prototypenerprobung erfolgt sowohl durch virtuelle als auch durch physikalische Prüfungen.
Kontakt:
Dipl.-Inf. Katrin Harley
Weitere Informationen: www.superlightcar.com
English Abstract:
SuperLightCar is a collaborative research & development
project co-funded by the European Commission under the
6th Framework Programme. In SuperLightCar, 38 leading
organizations from 9 European countries work together to
support the use of lightweight automotive technologies in
high volume car production. SuperLightCar has a multi-material philosophy, striving to use for each part the best material
and manufacturing processes in terms of weight and cost
minimization, while fulfilling a wide range of automotive
requirements in areas such as stiffness, crash performance,
fatigue and corrosion resistance, etc.
Gruppe:
Fügetechnik
Projektzeitraum:
03/2005–02/2008
Projektziel:
Im Rahmen des Sonderforschungsbereiches 362 „Fertigen in
Feinblech“ wurden grundlegende Untersuchungen zum Laserstrahlschweißen mit prozessintegrierter induktiver Wärmebehandlung durchgeführt. Basierend auf diesen Untersuchungen
wurde das Verfahren im Forschungsvorhaben „Verbindungsschweißen hochfester Stahlfeinbleche“ (P 526, FOSTA) für das
lineare fügen (1D) verzinkter ebener Feinbleche im Überlappstoß weiterentwickelt. Ziel dieses Projektes ist die Umsetzung
des Verfahrens für die Anwendung in der industriellen Serienfertigung von Karosseriestrukturbauteilen.
Vorgehensweise:
In Kooperation mit den beteiligten Industriepartnern wird
zunächst ein Musterbauteil definiert, anhand dessen eine
geeignete Prozessstrategie evaluiert werden kann. Die Ermittlung der optimalen Prozessparameter erfolgt in zwei Schritten,
einmal für den Laserschweißprozess und einmal für den Induktionsprozess. Eine Minimierung des Bauteilverzugs und der
Beeinflussung der Korrosionsschutzschicht (z.B. Zink) sowie eine
Härtereduzierung unterhalb von 380 HV in der Schweißnaht
stehen hierbei im Vordergrund. Die Ergebnisse der Evaluation
dienen wiederum den Industriepartnern zur Entwicklung einer
geeigneten Prozesstechnik. Hierbei sollen zum einen die einzelnen Komponenten Induktionsschleife, Netzteil, Oszillator und
Laserbearbeitungskopf in möglichst kompakter Form zusammengeführt werden. Zum anderen ist der Aufbau einer an den
Prozess angepassten Spanntechnik vorgesehen. Im Anschluss
an die technische Ausarbeitung erfolgen die Abstimmung der
Komponenten und die Qualifizierung des Verfahrens. In einer
vergleichenden Bauteilprüfung werden abschließend die Bauteil- und Verbindungseigenschaften der mit dem optimierten
Laserstrahlschweißverfahren aus hochfesten Stahlgüten hergestellten Bauteile denen aus den zur Zeit eingesetzten Werkstoffen und mit herkömmlichen Verfahren gefügten Bauteilen
gegenübergestellt.
Ziel des Projektes ist es, durch einen für die industrielle Serienfertigung entwickelten, optimierten Laserschweißprozess zum
Fügen hochfester Stahlgüten eine signifikante technologische
Verbesserung der Bauteileigenschaften nachzuweisen. Eine
Weiterentwicklung des Verfahrens, welches für lineare Schweißverbindungen an einem Karosseriebauteil aus hochfestem
Stahlfeiblech ausgelegt ist, auf zwei- bzw. dreidimensionale
Nahtgeometrien ist ebenfalls denkbar.
Kontakt:
Dipl.-Inf. (FH) Katrin Harley
Das Vorhaben wird in Zusammenarbeit mit den folgenden Projektpartnern durchgeführt: Volkswagen AG, ThyssenKrupp Steel
AG, TRUMPF Gruppe: Trumpf Werkzeugmaschinen GmbH + Co.
KG und Hüttinger Elektronik GmbH + Co. KG.
English Abstract:
In this project an inductively supported laser beam welding
process for joining high-strength steels is to be transferred to
an industrial working area. The aim is to provide a process
which suits industrial needs, including the required equipment technology, and to demonstrate this process with a
close-to-production sample component of a car body structure.
Tailored Blanks: Herstellung (links) und Bauteil (rechts)
Härtereduzierung an Überlappstoßverbindungen
29
Forschungs- und
TFB des SFB 362 Fertigen in Feinblech – Teilprojekt T1: Laserstrahlschweißen von Karosseriebauteilen aus hoch- und höherfesten Stahlfeinblechen
Vermeidung von Heißrissen beim Schweißen austenitischer
Stähle und Nickelbasislegierungen mit gepulsten Lasern
durch Verwendung von Schweißzusatzwerkstoffen in Form von
Beschichtungen
Gruppe:
Fügetechnik
(AiF) [Forschungsvereinigung Schweißen und verwandte Verfahren e. V. des DVS, Düsseldorf]
Forschungs- und
Projektzeitraum:
06/2005–05/2007
Kontakt:
Dipl.-Ing. Ben Boese
Das Projekt wird in Zusammenarbeit mit dem Institut für Werkstoffkunde der Uni Hannover bearbeitet.
English Abstract:
The formation of hot cracks when welding with pulsed solidstate lasers can be avoided by using alloying. The filler metal
is added to the surface of one of the parts to be joined, using
thermal jet cladding processes. These cladding processes
allow for a flexible change of the content of the filler metal
The requirements concerning adhesion strength and a minimized thermal load of the layers are fulfilled by the technologies used.
Projektziel:
Die Entwicklung einer Technologie zur sicheren Vermeidung
von Heißrissen beim Schweißen mit gepulsten Festkörperlasern
ist Ziel dieses beantragten Forschungsvorhabens. Im Hinblick
auf die Anwender – vorwiegend kmU – soll eine unkomplizierte
und vor allem wirtschaftliche Lösung zur Herstellung fehlerfreier Schweißnähte an hochlegierten Werkstoffen bereitgestellt werden.
Vorgehensweise:
Durch gezieltes Legieren des Schweißguts kann die Bildung von
Heißrissen beim Schweißen mit gepulsten Festkörperlasern vermieden werden. Der dazu erforderliche Schweißzusatzwerkstoff
wird als Beschichtung auf einen der beiden Fügepartner mittels thermischer Spritzverfahren aufgebracht. Diese Verfahren
ermöglichen es, die Zusammensetzung der Zusatzwerkstoffe
flexibel zu verändern und damit bedarfsgerecht zu optimieren. Die Anforderungen hinsichtlich der Haftzugfestigkeit der
Schichten sowie einer geringen thermischen Bauteilbelastung
werden seitens der Beschichtungstechnologie sicher erfüllt, so
dass eine Vorbehandlung der Bauteiloberfläche durch Strahlen
nicht erforderlich und kein Verzug zu erwarten ist.
30
Heißriss an einer gepulsten Laserschweißnaht in CrNi-Stahl 1.4303
Gruppe:
Fügetechnik
Europäische Kommission/Forschungsvorhaben der Europäischen Gemeinschaft
Projektzeitraum:
07/2005–06/2008
Projektziel:
Immer höher werdende Anforderungen in Hinblick auf Festigkeit und Gewichtsreduktion machen den Einsatz von hochfesten
Stählen notwendig. Ihr Einsatz wird durch ihre geringe Schweißeignung limitiert. Die zu entwickelnden Schweißverfahren sollen
dies berücksichtigen und somit die Verwendung der hochfesten
Stähle im Schiffbau, der Bauindustrie und landwirtschaftlichen
Geräten ermöglichen.
Vorgehensweise:
Mit den am Projekt beteiligten Partnerinstituten und Industrieunternehmen werden Anwendungen für hochfeste Stähle erarbeitet und anschließend für sie Schweißverfahren mit integrierter Wärmebehandlung sowohl simuliert als auch in Praxisversuchen getestet und miteinander verglichen. Die Materialstärken
der eingesetzten Stähle variieren dabei von 3 bis 40 mm. Im
LZH werden Stärken bis zu 6 mm bearbeitet. Die Simulation,
der auf die Prozesse abgestimmten Induktoren, wird vom ETP
der Universität Hannover durchgeführt. In praktischen Versuch
werden so gewonnene Erkenntnisse überprüft und anhand der
erstellten Proben bewertet.
Ziel des Projektes ist die Entwicklung und Erprobung von induktionsunterstützten Schweißverfahren, die in der Industrie den
Einsatz von hochfesten Stählen ermöglichen. Durch sie können
Materialien in der Konstruktion eingesetzt werden, die sowohl
höhere Belastungen der Struktur ertragen, als auch durch den
geringeren Materialeinsatz das Gewicht reduzieren und somit
Kraftstoffkosten senken oder Zuladungskapazitäten erhöhen.
Insbesondere können Taktzeiten durch die, dem Schweißprozess
direkt nachgeschaltete, Wärmebehandlung reduziert werden
und dadurch Produktionskosten gesenkt werden.
Kontakt:
Dipl.-Ing. Peter Kallage
English Abstract:
High strength steel grades coming from automotive applications and being applied in lightweight construction are
being used more and more in many industrial sectors such as
construction, agricultural machinery or shipbuilding. Besides
weight saving aspects, demands like high wear resistance
combined with high toughness over a wide temperature
range are important for these applications. However, metallurgically, these steels are relatively difficult to weld. As
modern high strength steels are manufactured using more
and more complex thermo-mechanical treatment techniques,
a loss of the base material properties after welding is identified to be the core of these problems. Moreover, these steel
grades contain a relatively high amount of carbon, leading
to significantly increased hardness and cold crack occurrence
caused by martensite formation in the weld. Future development of steels with even higher carbon content will accentuate this problem.
Laserschweißkopf mit nachgeschalteter induktiver Wärmebehandlung
31
Forschungs- und
Induction Assisted Welding Technologies in Steel Utilization
– INDUCWELD
ZrO2-verstärkte Schneidwerkzeuge durch Laserstrahldispergieren
Gruppe:
(AiF) [Europäische Forschungsgesellschaft für Blechverarbeitung e. V., Hannover
Forschungs- und
Projektzeitraum:
03/2005–02/2007
Projektziel:
Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die lasergestützte Herstellung präziser ZrO2-verstärkter Werkzeuge zum Scherschneiden
von Aluminium- und hochfesten Stahlblechwerkstoffen. Diese
sollen gegenüber konventionellen Werkzeugen erhöhte Standzeiten, verbunden mit einer verbesserten Schneidteilequalität,
aufweisen. Dies beinhaltet die Modifizierung komplexer, dreidimensionaler Schneidenkonturen sowie die Einstellung von belastungsangepassten ZrO2-verstärkten Dispersionsschichten und
dem Härteverlauf von der Werkzeugoberfläche ins Werkzeuginnere. Dadurch soll eine optimale Stützwirkung erreicht werden.
Um den Aufwand der spanenden Nach- bzw. Fertigbearbeitung
der Werkzeuge zu minimieren, wird beim Laserstrahldispergierprozess eine hohe Oberflächengüte angestrebt. Das Verfahren
soll ebenfalls für die Werkzeugreparatur qualifiziert werden. Ein
weiteres Ziel ist die Verringerung des Schmiermittelbedarfs im
Schneidprozess. Die Erhöhung der Werkzeugstandzeit sowie die
damit verbundene Minderung der Werkzeugkosten und der Produktionsausfallzeiten bewirkt die Reduzierung der Produktionskosten. In Kombination mit einer verbesserten Schneidteilequalität können somit die Marktpositionen von Blechverarbeitern
und Werkzeugherstellern gestärkt werden.
Vorgehensweise:
Bei diesen Untersuchungen werden Variationen relevanter
Prozessparameter, wie Prozesstemperatur, Vorschubgeschwindigkeit, Spurversatz für eine flächige Modifizierung, Pulverfördermenge und -fraktion u.a. durchgeführt, um Erkenntnisse
über deren Auswirkung auf die Partikelverteilung in den Bearbeitungsspuren, die Härteverläufe, die Spurgeometrien und
die Realisierung einer Schneidkante mit einem Radius von ca.
0,05 mm nach der spanenden Fertigbearbeitung zu erlangen.
Das Laserstrahldispergieren erfolgt unter Verwendung des
am LZH entwickelten Echtzeitprozesstemperaturregelsystem
TemCon©LZH. Das TemCon©LZH-System ermöglicht die Begrenzung der Temperaturschwankung in der Prozesszone auf ca. 150
K. Durch die Verwendung dieses Regelsystems wird die thermische Zerstörung der Keramikpartikel im Prozess vermieden und
die thermische Belastung des Bauteils minimiert. Die Charakterisierung der vorerst planaren Proben bzw. geraden Schneid-
32
kanten erfolgt mit metallographischen Methoden und dient
der Parameterauswahl für Versuche an den Modellwerkzeugen.
Bewertungskriterien für die laserstrahldispergierten Einzelspuren, Flächen und Kanten sind das Erreichen einer Dispergiertiefe von ca. 0,5 mm, eine homogene ZrO2-Partikel-Verteilung,
Riss- und Porenfreiheit, die Oberflächengüte, die „Scharfkantigkeit“ der Schneidkante (R ca. 0,05 mm) nach einer spanenden
Nachbearbeitung und ein der Belastung angepasster Härteverlauf ins Werkzeuginnere für eine optimale Stützwirkung. Im
Rahmen dieser Untersuchungen soll auch die Verwendbarkeit
dieses Verfahrens zur Werkzeugreparatur grundlegend qualifiziert werden.
Bei den im Rahmen des Forschungsvorhabens anvisierten Formschneidwerkzeugen handelt es sich in der Regel um Einzelstücke
mit hoher Wertschöpfung, welche eine komplexe dreidimensionale Geometrie aufweisen. Durch die Optimierung der tribologischen Eigenschaften von Schneidwerkzeugen wird eine Standzeiterhöhung und eine Verbesserung der Schneidteilequalität
erreicht. Werkzeugbauern und Blechverarbeitern im Fahrzeugund Maschinenbau steht durch die angestrebten Forschungsziele die Möglichkeit zur Verfügung, laserstrahldispergierte
Werkzeuge zum Schneiden von Aluminium- und hochfesten
Stahlblechwerkstoffen herzustellen bzw. anzuwenden, die bei
geringen Mehrkosten gegenüber konventionellen Werkzeugen
länger in der Produktion eingesetzt werden können (geringere
spezifische Werkzeugkosten), bessere Blechwerkstückqualität
liefern, den Schmierstoffverbrauch senken und die umformtechnischen Grenzen erweitern. Die damit erweiterte Bearbeitbarkeit von Aluminium- und hochfesten Stahlblechen kann zu Produktinnovationen und zur Erweiterung des Anwendungsfeldes
dieser Blechwerkstoffe führen.
Kontakt:
Dipl.-Ing. Lars Hauschild
English Abstract:
The main goal of this research project is to use laser technology to produce ZrO2 strengthened shearing tools for cutting aluminum and high-strength steel sheets. This process
should increase both the cut quality and the service life of
the tools, as compared to conventional tools. This includes
the modification of complex, three-dimensional cutting
contours as well as the generation of load-adapted, ZrO2
strengthened dispersion layers, and the progression of the
hardness from the tool surface to the inner part of the tool. In
order to reduce post-production costs, a high surface quality
is aimed at. The process should also be qualified for use in
tool repair. A further goal is to reduce the amount of lubricant needed in the cutting process. Production costs should
be reduced through an increase in tool service life.
Gruppe:
Internationales Büro des Bundesministeriums für Bildung und
Forschung (BMBF) – beim deutschen Zentrum für Luft- und
Raumfahrt (DLR)
Projektzeitraum:
07/2005–06/2007
Projektziel:
Durch die Bestrahlung von dünnen magnetischen Filmen mit
Laserpulsen kann eine positive Beeinflussung der magnetischen
Permeabilität, der Koerzitivkraft und der magnetischen Anisotropie erzeilt werden. Ziel dieses Projekts ist die lasergestützte
Formierung von Nanokristallen in magnetischen Dünnschichten.
Infolge der Laserbestrahlung soll eine reproduzierbare Anordnung von Nanokristallinseln erreicht werden, die neue Möglichkeiten zur Erzeugung von höchstsensiblen magnetischen Sensoren und Datenträgern höchster Packungsdichte bieten.
Vorgehensweise:
Die vorrangige Aufgabe des LUT ist die Koordination, Planung
und Durchführung von Verschleißversuchen mit Modell- und
Demonstratorwerkzeugen. Dazu werden in einem ersten Forschungsschwerpunkt gemeinsam mit den Projektpartnern die
Modellwerkzeuge definiert und gefertigt. Nach dem Laserstrahldispergieren und entsprechender spanender Nachbearbeitung
werden die Modellwerkzeuge vergleichenden Verschleißtests
unterzogen, um die Qualität und Eignung der jeweiligen Laserbearbeitungsstrategie zu beurteilen. Dabei werden nicht nur
typische Verschleißmerkmale an den Schneidwerkzeugen in
zyklischen Abständen ermittelt und bewertet sonderrn auch die
Qualität des Schneidergebnisses.
Kontakt:
Tel.: +49(0)511-2788-357 E.Mail: [email protected]
English Abstract:
The objective of this project is to carry out research on nanocrystal formation processes and on changes in magnetic,
structural, optical and electrical characteristics of single-layered and multi-layered magnetic films by using short laser
pulses.
33
Forschungs- und
WTZ mit Ukraine: Diffusion der Atome und Formierung der
Nanokristalle in geschichteten magnetischen Filmen durch
Laserstrahlung
WTZ mit China: Entwicklung eines eisenbasierten nichtkristallinen und nanokristallinen Zusatzmaterials für das Laserstrahl-Auftragsschweißen
Gruppe:
Forschung (BMBF) ) – beim deutschen Zentrum für Luft- und
Raumfahrt (DLR)
Forschungs- und
Projektzeitraum:
03/2005–02/2007
Projektziel:
Das Laserstrahlauftragschweißen ermöglicht das sehr präzise
Aufbringen von verschleißresistenten Schutzschichten, welche
im Fall ungenügender Oberflächengüte jedoch nur schwer
nachzubearbeiten sind. Ziel dieses Projekts ist die Herstellung
von innovativen Zusatzwerkstoffen für lasergestützte Reparaturtechniken, die einerseits eine gute Bearbeitbarkeit der aufgebrachten Schicht ermöglichen und andererseits nach einer
Wärmebehandlung eine deutliche Härtesteigerung und Erhöhung der Verschleißfestigkeit aufweisen.
Vorgehensweise:
In einem zweiten Forschungsschwerpunkt, der auf den Erkenntnissen von Forschungsschwerpunkt I aufbaut, erfolgt die Auswahl und Fertigung bzw. Modifizierung von Demonstratorwerk-
34
zeugen in enger Zusammenarbeit der auf dem Gebiet des Werkzeugbaus und -einsatzes tätigen projektbegleitenden Firmen.
Während des praxisnahen Einsatzes der Demonstratorwerkzeuge in den entsprechenden Firmen werden kontinuierlich die
Betriebsdaten erfasst und der Verschleiß der Werkzeuge und die
Qualität des Schneidergebnisses in diskreten Abständen ermittelt. Aus dem dargestellten Lösungsweg leitet sich nachfolgender konkretisierter Arbeitsplan ab.
Kontakt:
English Abstract:
A purpose of laser cladding is to obtain a coating with high
hardness and good wear resistance. However, high hardness
is difficult for follow-up mechanical machining. A new way to
solve this problem is based on introducing a non-/nano-crystal concept and material into coating materials. During laser
cladding, a non-crystalline structure can be produced with
hardnesses in the range of 700 to 850 HV. Using nano-crystallisation treatment, the hardness of the machined coating
can be increased up to 1400 HV.
Untersuchung der Erzeugung lasergepulster hochdynamischer
Reinwasserstrahlen
Gruppe:
Trenntechnik, Sicherheit und Sonderverfahren
Mit den gewonnenen Erkenntnissen soll ein Prototyp für die
Materialbearbeitung konstruiert und getestet werden. Hierbei ist ausschlaggebend, dass bereits viele Anwender entsprechende Wasserstrahl- und Laseranlagen zur Verfügung haben.
Eine Nutzung dieses neuen Systems soll deshalb nur geringe
Startinvestitionen benötigen. Weiterhin soll im Hinblick auf
eine spätere optimale Anwendbarkeit Wert auf eine größtmögliche Flexibilität und Portabilität der Anlage gelegt werden.
Projektzeitraum:
08/2005–07/2007
Vorgehensweise:
Der Wasserstrahl wird durch den Laser in Segmente zerteilt,
wodurch extrem hohe sowie sehr exakt regelbare dynamische
Einzelpulse erzeugt werden sollen. Zunächst sollen ein Lasersystem sowie ein Wasserstrahlsystem aneinander adaptiert
werden, um eine Einstellung der laser- sowie wasserseitigen
Prozessparameter zu ermöglichen. Im Anschluss werden die
Eigenschaften des generierten gepulsten Wasserstrahles mit
verschiedenen Methoden quantifiziert.
Kontakt:
Dipl.-Phys. Peter Jäschke
Die Arbeiten werden zusammen mit dem Wasserstrahllabor des
Instituts für Werkstoffkunde der Universität Hannover durchgeführt und von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG)
unterstützt.
English Abstract:
Within the frame of this project, a combined system consisting of water cutting and laser technology will be developed.
In order to enhance the efficiency of the laser cutting process,
the water jet will be separated by a focussed laser beam into
small water sections, leading to adjustable, dynamic single
water stream pulses. Based on the results gained within the
frame of the project, a prototype system for material processing will be realised and tested. The investigations are performed in cooperation with the University of Hannover. The
project is funded by the Deutsche Forschungsgemeinschaft
(DFG).
Schematische Darstellung des
lasergepulsten Wasserstrahls
35
Forschungs- und
Projektziel:
Die Oberflächenbearbeitung von technischen Werkstoffen wie
Metallen, Kunststoffen und Keramiken mittels Reinwasserstrahlen ist ein mittlerweile industriell etabliertes Verfahren.
Die erzielbare Abtragsleistung ist u. a. durch die hydraulische
Leistung sowie die Strahlstruktur bestimmt. Je dynamischer die
Belastung des Materials gestaltet werden kann, umso höher ist
die Abtragsleistung. Durch ein Pulsen des Wasserstrahles direkt
hinter der Wasserdüse mittels eines fokussierten Laserstrahles
soll die Leistung des Wasserstrahlprozesses verbessert werden.
Qualifizierung von persönlicher Schutzausrüstung für handgeführte Laser zur Materialbearbeitung
Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin in Dortmund (BAUA) F2117
Gruppe:
Forschungs- und
Projektzeitraum:
09/2005–03/2007
Projektziel:
Ziel des Projektes ist die Qualifizierung von PSA (u.a. Schutzhandschuhe, Schutzkleidung, Schuhe) aus konventionellen
Bereichen für Tätigkeiten mit handgeführten Lasern. Untersucht wird die Schutzfunktion von am Markt verfügbarer PSA
gegenüber Laserstrahlung. Ausgehend von den Ergebnissen
sollen Konzepte für eine Prüfmethode und für die Entwicklung
optimierter PSA gegen Laserstrahlung, die einen Mindestschutz
in Fehlerfällen bietet, abgeleitet werden. Derzeit erfolgt der Einsatz von persönlicher Schutzausrüstung (PSA) bei Tätigkeiten
mit handgeführten Lasern (abgesehen von genormten Laserschutzbrillen) überwiegend intuitiv. Verwendet wird zur Zeit
PSA aus konventionellen Bereichen z.B. Hitzeschutz, Schweißerschutz, Feuerwehrbekleidung, wobei keine gesicherten Kenntnisse über die Schutzfunktion dieser Schutzausrüstung gegenüber Laserstrahlung existieren. Auch gibt es keine genormten
Prüfverfahren.
Vorgehensweise:
In Kooperation mit dem sächsischen Textilforschungsinstitut
(STFI), Chemnitz, wird eine Prüfanordnung für die Bestrahlungsversuche der PSA entwickelt. Mit dieser wird PSA aus verschiedenen konventionellen Bereichen hinsichtlich des Schutzes gegen-
36
über Laserstrahlung bei Variation der Bestrahlungsparameter
(u.a. Wellenlänge, Betriebsart, Bestrahlungsstärke, -dauer)
qualifiziert. Bewertungskriterien sind u.a. die Transmission von
Laserstrahlung, die Zerstörschwelle der PSA, das vollständige
Versagen (Strahldurchtritt) und hierdurch entstehende Schädigungen der Haut (z.B. Grad der Verbrennung gemäß Stoll/Chianta).
Die Ergebnisse sollen dem Anwender von handgeführten Lasern
eine wissenschaftliche Datenbasis für die Auswahl geeigneter
PSA gegen Laserstrahlung (Laserschutzbekleidung) liefern. Auf
der Basis der Ergebnisse soll zum einen ein Konzept für ein Prüfverfahren für entsprechende PSA; zum anderen ein Konzept für
optimimerte PSA gegen Laserstrahlung entwickelt werden.
Kontakt:
Dipl.-Ing. Thomas Püster
Tel.: +49(0)511-2788-479 E-Mail: T.Pü[email protected]
English Abstract:
The main objectives of the project are testing and qualification of personal protective equipment (i.e. protective
gloves, clothing, shoes) from conventional PPE-fields: heat
protection, welder safety clothing, firefighter safety clothing) for protection against laser radiation during work with
hand-held laser devices. The results should enable the user
of hand-held laser devices to select qualified laser protective
PPE. On the basis of the results, both a draft for a standardized testing method and for the design of optimized PPE
against laser radiation, which ensures a minimum protection
level, will be developed.
Gruppe:
Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Projektzeitraum:
10/2005–09/2008
Projektziel:
Es ist das Ziel des Verbundvorhabens, das Laserstrahlschweißen
von technischen Textilgeweben unter der besonderen Beachtung von Aspekten des Produktlebenszyklus in der Airbagindustrie als innovatives Fügeverfahren zu entwickeln. Hierbei sollen
insbesondere auch die Aspekte der Qualitätssicherung sowie
des Produktdesigns Berücksichtigung finden.
Vorgehensweise:
Das Verfahrensprinzip beruht auf dem Transmissionsschweißen
von thermoplastischen Kunststoffen, bei der der obere Fügepartner für die Laserstrahlung im NIR-Bereich transparent ist,
der untere absorbierend. Das bei Airbags verwendete PA6.6Gewebe ist von Natur aus lasertransparent, die Absorption der
unteren Gewebelage wird durch Einfärbung eingestellt.
Eine große Herausforderung stellen die hohen Anforderungen
an die mechanischen Eigenschaften der Naht dar, insbesondere
die hohe Zugfestigkeit im Schälzugversuch nach DIN EN ISO
13934-1 sowie die Alterungsbeständigkeit. Zur Sicherstellung
dieser Anforderungen werden innerhalb der ersten 18 Monate
die Grundlagen des Laserstrahlschweißens von Textilien erarbeitet. Hierbei werden verschiedene Aspekte betrachtet (Absor-
bermaterial, polymerer Zusatzwerkstoff, Gewebepräparation,
Strahlführungs- und Anpresskonzepte, Prozessführung etc.). In
Kooperation mit den Industriepartnern des Konsortiums werden
ferner eine Prozessregelung sowie ein Echtzeit-Qualitätsüberwachungssystem auf Basis optischer Sensorik entwickelt. Nach
18 Monaten soll ein Anlagenprototyp durch die Industriepartner gebaut werden, an dem das Laserstrahlschweißen von Airbags unter prozessnahen Bedingungen untersucht werden soll.
In der zweiten Hälfte des Projekts erfolgt ebenfalls die Strukturierung der im Projekt erarbeiteten Kenntnisse in Form eines
Wissensmanagementsystems.
Zum Ende des Projekts wird ein Prototyp zum Laserstrahlschweißen von Airbags zur Verfügung stehen, der die verschiedenen
im Projekt entwickelten Komponenten zusammenführt und
die Funktionsfähigkeit des Verfahrens demonstriert. Nach
Abschluss des Projekts werden die Industriepartner das Verfahren bis zur Anwendungsreife weiterentwickeln. Neben dem
Einsatz in der Airbagindustrie bietet das Verfahren vielfältige
Einsatzmöglichkeiten in anderen Anwendungen zum Fügen
technischer Textilien.
Kontakt:
Dr.rer. nat. Johannes Stein
Teilprojekt im Rahmen eines BMBF-Verbundvorhabens
English Abstract:
It is the aim of the project to develop a highly flexible automated laser welding process for technical textiles. The focus
will be on airbags, for which the requirements on process reliability and product quality are extremely high. At the end, a
laser welding prototype for airbags will be available.
37
Forschungs- und
Laserschweißen von technischen Textilien unter Berücksichtigung des Produktlebenszyklus in der Airbagindustrie (L-Tex);
Schwerpunkt: Verfahrensentwicklung und Wissensmanagement
5.1.5. Querschnittsbereich Nanotechnologie
Investigation on the generation of photonic crystals using
two-photon polymerization (2PP) of inorganic-organic hybrid
polymers with ultra-short laser pulses
Gruppe:
Top-Down Technology
Projektzeitraum:
04/2005–03/2007
Forschungs- und
Projektziel:
The ultimate goal of this project is the development of novel
methods and materials required for the fabrication of 3D photonic crystals. The experimental realization of photonic crystals
with a complete 3D bandgap in the visible or near infrared spectral range remains a major challenge that has not been solved
so far. This challenge will be addressed in this project. The main
focus will be on high-refractive index materials and fabrication
of photonic crystal templates using holographic and direct–
write two-photon polymerization (2PP) technique.
Kontakt:
Dipl.-Phys. Aleksandr Ovsianikov
English Abstract:
In the framework of this project, a novel and flexible technique for the generation of photonic structures or demonstrators, respectively, will be realized. This will be accomplished
using two-photon polymerization (2PP) of inorganic-organic
hybrid polymer (ORMOCER®) resins by irradiation with femtosecond laser pulses.
Examples of photonic crystals produced using
two-photon poliymerization
MicroTechnologies for Re-launching Euriopean Machine
Manufacturing SMEs – LAUNCH-MICRO
manufacturing equipment, able to achieve sub-micron tolerances and surface finishes under mass production requirements.
Gruppe:
Top-Down Technology
Kontakt:
Dipl.-Phys. Jürgen Koch
Projektzeitraum:
10/2005–09/2009
Projektziel:
The main objective of LAUNCH-MICRO is to provide European
Machine Tool SMEs with the necessary technical knowledge and
related methodologies for the construction of ultra-precision
38
English Abstract:
LAUNCH-MICRO will contribute to increasing the competitiveness and sustainability of EU SME Machine Tool builders
and component manufacturers in those technological issues
related to micromanufacturing. In order to enhance micromanufacturing, the dimensions of machinable parts will be
decreased to the millimetre range, supported by new technologies like micro-EDM, micro-ECM as well as laser technology.
Surface Plasmon Nanodevices: Towards Sub-wavelength Miniaturization of optical interconnects and Photonic Components
Gruppe:
Top-Down Technology
Drittmittelgeber (Projektträger)
Projektziel:
Die Femtosekundenlasertechnologie ermöglicht die komplexe
zwei- und dreidimensionale Mikrostrukturierung verschiedener
Materialien. Im Vergleich mit photolithographischen Verfahren
bietet sie eine sehr einfache, kostengünstige und flexible Strukturierung auf Subwellenlängenskalen. Das Ziel dieses Projektes
ist die Untersuchung des Potentials von Femtosekundenlasern
für die Herstellung von photonischen Strukturen insbesondere
für die Anregung und Ausbreitung von Oberflächenplasmonen
(surface plasmon polaritons, SPP). Die Eigenschaften solcher
SPP-Strukturen und -Bauteile, sowie Feldüberhöhungseffekte
an metallischen Nanojets sollen untersucht werden. Die Kombination von Metallen mit der Zweiphotonenpolymerisation von
Photoresisten lässt darüber hinaus eine höhere Effizienz gegenüber rein metallischen Strukturen erwarten.
Vorgehensweise:
Erzeugung dielektrischer SPP-Strukturen (Wellenleiter, s-Bends,
y-Splitter) durch Zwei-photonenpolymerisation direkt auf
dünnen Metallfilmen.
Forschungs- und
Projektzeitraum
1/2004–12/2007
Aufnahme der Leckstrahlung eines SPP-Jets angeregt an einer
dielektrischen Linienstruktur (weiß gekennzeichnet).
Projektergebnisse und Ausblick:
Durch die Fokussierung der Laserstrahlung mit Mikroskopobjektiven hoher NA können bei der Zweiphotonenpolymerisation
Auflösungen bis hinab zu 100 nm erreicht werden. Dielektrische Linienstrukturen erweisen sich als besonders effektiv für
die Anregung von SPPs. Die Propagation von SPPs kann dabei
durch die Detektion der Plasmonen-Leckstrahlung beobachtet
werden. Messungen basierend auf optischer Nahfeldmikroskopie (SNOM, scanning near field optical microscopy) zeigen Plasmonenleitung in dielektrischen Linienstrukturen.
Kontakt:
Dr. Carsten Reinhardt
Tel: +49 (0)511-2788-202 E-Mail: [email protected]
REM-Aufnahme eines dielektrischen y-Splitters auf einer 50 nm Goldschicht.
English Abstract:
In this project, advanced femtosecond laser technology will
be applied for the sub-wavelength, two-dimensional structuring of metal surfaces, and three dimensional structuring
of photosensitive materials. These non-lithographic technologies are very promising for the low-cost fabrication and
rapid prototyping of different structures, for the excitation
and propagation of surface plasmon polaritons (SPP). SPP
scattering by polymer structures will be explored. Since light
is absorbed less by polymers SPP devices based on these
materials can turn out to be more efficient than their pure
metal counterparts. Properties and characteristics of the fabricated structures will be investigated.
39
5.1.6. Querschnittsbereich Lasermedizin/Biophotonik
Verbundprojekt: OCT-kontrollierte Mikrochirurgie basierend
auf fs-Technologie (Sehendes Skalpell) – Teilvorhaben: Realisierung von Strahlführung und Strahlablenkung
Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Forschungs- und
Projektzeitraum:
09/2005–08/2008
Projektziel:
Vorhabensziel ist eine Verbindung von schneidendem und
bildgebendem fs-Laser Die jeweilige Kopplung von therapeutischem und diagnostischem Laser wird hergestellt, bzw die
Steuerung eingerichtet, so dass Therapie und Diagnostik möglich sind. Augenmerk liegt dabei vor allem in der Strahlführung,
der Scannerauswahl und Scannerentwicklung Geplant ist die
Entwicklung einer Strahlführung und Scannertechnologie für
Anwendungen, in denen jeweils unterschiedliche Energien, Pulsfolgefrequenzen und Ablenkwinkel appliziert werden müssen.
Vorgehensweise:
Es soll zum Einen ein System für den mikrochirurgischen und
zellbiologischen Aspekt auf der Basis eines Mikroskops zum
anderen unter Verwendung eines ophthalmologischen Geräts
realisiert werden Zunächst werden Konzepte evaluiert (Polygon-Spiegel Galvo-Scanner akusto-optische Modulatoren),
anschließend in Hinblick auf die Strahlführung Sorge getragen
dass die Handhabung des Gesamtsystems praktikabel bleibt
und die einzelnen Komponenten ihre technischen Spezifikationen beibehalten.
40
Kontakt:
PD Dr. rer. nat. Holger Lubatschowski
Tel.: -49(0)511-2788-279 E-Mail: [email protected]
English Abstract:
Cooperative Project: OCT-controlled microsurgery based
on fs-technology (seeing scalpel) – Subproject: Implementation of beam-guidance and beam-deflection. The goal
of the project is the combination of a cutting and imaging
fs-laser. The respective coupling of a therapeutic and diagnostic laser as well as control will be established in a way
to make diagnosis and therapy possible. Attention will be
placed on beam delivery, choice of scanner and the development of a customized scanner. This system should be usable
for applications with different energies, repetition rates and
scanning-angles. On the one hand, a device for microsurgery
and cell-surgery aspects based on a microscope will be realized. On the other hand an ophthalmoscopic device coupled
e.g. to a slit-lamp will be installed. Initially, concepts of the
scanner technology (polygone, galvano, acusto-optical) will
be evaluated. User-friendly handling and the feasibility of
the whole system has to be taken into account as well as all
technical specifications.
Industrie
Projektzeitraum:
06/2005–06/2007
Projektziel:
Aufbau eines Funktionsmusters, welches die Kombination von
hochpräzisem Schneiden / Bohren und Bildgebung mittels fsLaserpulsen ermöglicht. Die Bildgebung erfolgt mittels Multiphotonen-Mikroskopie. Das System soll für den Einsatz im
Life-Science-Bereich zur Bearbeitung von einzelnen Zellen oder
Zellorganellen geeignet sein.
Das System soll in modularer Bauweise erstellt werden, so dass
es später für eine Marktumsetzung hinsichtlich der Arbeitsbereiche (µm – mm), Genauigkeit (nm-µm) und Geschwindigkeit
des Schneide- und Bildgebungsprozesses marktgerecht an die
jeweiligen Kundenwünsche angepasst werden kann.
Das grundlegende instrumentelle Set-up besteht aus einer
Ultra-Kurzpuls-Laserstrahlquelle und einem optischen Mikroskop in Verbindung mit einer Scanning-Einheit und einem
Detektor zur Bildgebung. Die Entwicklungsarbeiten umfassen
im Wesentlichen die Validierung der relevanten Laserstrahlparameter (Laserwellenlänge, Pulsenergie und Pulswiederholrate)
sowie die Konzeption der optischen Komponenten (Ablenk- und
Fokussiervorrichtungen).
Kontakt:
PD Dr. rer. nat. Holger Lubatschowski
Tel.: -49(0)511-2788-280 E-Mail:[email protected]
English Abstract:
Development of a functional model of a „Dissecting Microscope“ for applications in cell biology
Development of a functional model, which allows highly
precise dissection/drilling and imaging of biological specimen using fs-laser pulses. Imaging is based on multiphoton microscopy. The system is aimed at applications in life
science, requiring the manipulation of single cells and cell
organelles.
The system will be built in a modular setup, allowing product implementation to be adapted to different customer
demands, as working field (µm-mm), precision (nm-µm) and
speed of the imaging and cutting process.
The basis of the setup will consist of an ultrashort laser
system and an optical microscope, in combination with
a scanning and detection system. The development will
mainly consist of determining suitable laser parameters
(wavelength, pulse energy, pulse repetition rate) as well as
conception of the optical layout (scanning optics, focussing
optics, beam guidance).
41
Forschungs- und
Aufbau eines Funktionsmuster „Schneidendes Mikroskop“ für
zellbiologische Anwendungen
5.1.7.
Stabsabteilung
Deutsch-Chinesische Aus- und Weiterbildungsinitiative Lasertechnologie – Koordination der Aktivitäten in China
Gruppe:
Business Development
Forschung (BMBF) – beim deutschen Zentrum für Luft- und
Raumfahrt (DLR)
Durch die Zusammenarbeit zwischen dem LZH und chinesischen
Universitäten kann die Theorie- und Praxisausbildung in China
in chinesischer Sprache durchgeführt werden. Durch das Angebot der Akademie werden Laserschulungen für chinesische
Unternehmen leichter verfügbar. Die Unternehmen müssen
nicht mehr Mitarbeiter nach Deutschland schicken, um Ausbildungsmaßnahmen durchzuführen. Die Ausbildungsbereitschaft
dürfte daher steigen. Hierdurch kann die Produktion effizienter
und die Qualität der Produkte verbessert werden sowie Kosteneinsparungspotenziale realisiert werden.
Forschungs- und
Projektzeitraum:
07/2005–06/2007
Projektziel:
In China nimmt der Bedarf an hochwertiger Lasertechnik aufgrund des großen Wachstums und der günstigen Produktionskosten ständig zu. Um den chinesischen Markt aktiv zu bearbeiten und um für die deutsche Laser- und Optikindustrie optimale
Rahmenbedingungen schaffen zu können, soll ein gemeinsames
Aus- und Weiterbildungszentrum für Laser- und Optische Technologien in China aufgebaut und betrieben werden.
Das Vorhaben hat folgende Ziele:
• Aufbau und Betrieb gemeinsamer Aus- und Weiterbildungszentren für Lasertechnologie in China;
• Durch die Beteiligung der deutschen Unternehmen soll
ein hoher Praxisbezug erreicht werden;
• Weitere Stärkung der Stellung der deutschen Lasertechnologie und seiner Unternehmen auf dem chinesischen Markt;
• Gründung einer langfristigen Kooperationsplattform im
Bereich Lasertechnik, um deutsche Niederlassungen in
China, deutsch-chinesische Jointventures bzw. deutsche
Unternehmen beim Markteintritt in China zu unterstützen
und beraten.
Vorgehensweise:
Um den hohen Bedarf an ausgebildeten Facharbeitern gerecht
zu werden, will das LZH zusammen mit der Changchun University of Science and Technology (CUST) sowie der Tongji Universität eine Laser Akademie aufbauen, um eine bedarfsgerechte
Ausbildung anzubieten.
1. Theoretische und praktische Aus- und Weiterbildung in
der angewandten Lasertechnologie für Techniker, Facharbeiter, technische Führungskräfte sowie Berufsschüler
und Studenten
2. Interkulturelle Anpassung von Trainingsmaterialien.
Ausbildung findet in Chinesisch statt
3. Koordinierende Aktivitäten umfassen die Abstimmung
zwischen den Standorten in Changchun und Shanghai, sowie
Marketing- und Aquisitionstätigkeiten.
42
Kontakt:
Dipl.-Oec. Olaf Bödecker
English Abstract
Due to rapid economic growth and higher production rates
in China, the need for high-quality laser technology is constantly increasing. The German laser and optics industry can
support the use of lasers in China, but in order to create optimal, basic conditions in the Chinese market, it is necessary
to develop and operate a training center for the laser and
optical technologies in China.
The project has the following goals:
• To establish and operate a Chinese-German center for
training and further education in laser technology;
• To stabilize the position of German laser technology and
its enterprises on the Chinese market;
• To set up a joint platform for long-term German-Chinese
cooperation in laser technology.
5.2. Laufende Projekte in 2005
Laserentwicklung / Ultrafast Photonics
Titel des Projekts: SFB 407, Teilprojekt B 11: Untersuchungen
zur Reduktion von Quantenrauschbegrenzungen in fasergestützten Ultrakurzpulssystemen durch lineare und nichtlineare
Effekte
Drittmittelgeber: DFG
Projektzeitraum: 07/2003–06/2006
Ansprechpartner: Dipl.-Phys. Holger Hundertmark
Titel des Projekts: Verbundprojekt: Formgebung hochfester
Keramik mit Ultrakurzpulsstrahlquellen zur Herstellung von
Zahnersatz (FORCERAMUS) – Teilvorhaben: Aufbau eines
modengekoppelten Faserlasers und Mikrostrukturierung von
Implantatinnenseiten
Drittmittelgeber: BMBF [VDI Technologiezentrum GmbH,
Düsseldorf]
Ansprechpartner: Dr. Dieter Wandt
Titel des Projekts: PROINNO: Erforschung der wiss. Grundlagen
für ein intelligentes Dispersionsmanagement innerhalb eines
adaptiven hochkompakten Ultrakurzpulsfaserlasersystems
Drittmittelgeber: AiF Berlin
Ansprechpartner: Dipl.-Phys. Martin Engelbrecht
Titel des Projekts: An On-line, Non-invasive and Total-profiling
Instrument for Trace Gas Sensing Applications in Medical Sciences – The Optical Nose
Drittmittelgeber: EU, NEST 002504
Ansprechpartner: Dipl.-Phys. Martin Engelbrecht
Titel des Projekts: Verbundprojekt: Minimalinvasive und nebenwirkungsarme Kariestherapie mit Femtosekundenlaser (MIKAFEM) – Teilvorhaben: Aufbau eines modengekoppelten Faserlasers und sicherheitstechnische Aspekte bei der minimalinvasiven Kariestherapie
Düsseldorf]
Laserentwicklung / Solid-State Photonics
Titel des Projekts: Aufbau eines diodengepumpten 200W Nd:
YAG-Lasersystems mit hoher Strahlqualität
Drittmittelgeber: Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik /
AEI
Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Maik Frede
Titel des Projekts: Aufbau einer Meßeinrichtung für die vorbereitende Qualifizierung von Laserdioden für Experimente unter
Weltraumbedingungen
Drittmittelgeber: Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung
Ansprechpartner: Dr. Dietmar Kracht
Titel des Projekts: Verbundprojekt: Kompakte diodengepumpte
Wellenlängen- und Brillanz-Konverter für Beschriftungs-, Belichtungs-, Druck- und Medizintechnik (KOLIBRI) – Teilvorhaben:
Diodengepumpte Faserkristall-Laser
Drittmittelgeber: BMBF
Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Denis Freiburg
Laserentwicklung / Messtechnik
Titel des Projekts: SFB 516: Konstruktion und Fertigung aktiver
Mikrosysteme – Teilprojekt C 5: Wegmesstechnik
Ansprechpartner: Dipl.-Phys. Andreas Kornfeld
43
Forschungs- und
Titel des Projekts: SFB 407, Teilprojekt B 7 Quantenrauschbegrenzte optische Strahlungsquelle hoher Leistung
Ansprechpartner: Dr. Peter Wessels
Laserkomponenten / Prozessentwicklung
Titel des Projekts: Verbundprojekt: Grundlagen und Erprobung
des Mode-Locking-External-Cavity-Laser-Sensors (MoLECL) Teilvorhaben: Untersuchung des MoLECL-Sensors für die schnelle
Abstandsmessung
Düsseldorf]
Ansprechpartner: Dipl.-Phys. Jasper Möbius
Titel des Projekts: Verbundprojekt: Rugate-Filter: Innovative
Technologien für optische Filter der nächsten Generation; Teilvorhaben: Brechwertmodulation in optischen Funktionsschichten
Drittmittelgeber: BMWI
Ansprechpartner: Dipl.-Phys. Marc Lappschies
Forschungs- und
Titel des Projekts: Einsatz neuartiger Doppler-Global-Velocimeter (DGV) zur Analyse komplexer Strömungen, Teil 1: DGV-Sensorentwicklung und -anwendung
Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Thorsten Pfister
Titel des Projekts: Verbundprojekt: Effiziente Ionenstrahl-Zerstäubungskonzepte für die flexible Optikfertigung (EIKON)
– Teilvorhaben: Erprobung von Ionenstrahl-Zerstäubungsprozessen für die industrielle Anwendung
Ansprechpartner: Dipl.-Phys. Tobias Groß
Laserkomponenten / Charakterisierung
Titel des Projekts: Innovatives Netzwerk „Anwendungsnahe
Analyseverfahren mittels XUV-Spektralphotometrie“ – Teilprojekt: SpeXtrum: „Spektralphotometrie an XUV-Komponenten
Drittmittelgeber: BMWA
Ansprechpartner: Dipl.-Phys. Kai Starke
Titel des Projekts: Aufbau eines Messplatzes zur Bestimmung
der winkelaufgelösten Streuung
Drittmittelgeber: FSU Jena
Ansprechpartner: Dipl.-Phys. Puja Kadkhoda
Titel des Projekts: Scheibenlaser höchster Brillanz – Teilvorhaben: Charakterisierung optischer Komponenten und Systeme
für Scheibenlaser höchster Brillanz
Ansprechpartner: Dipl.-Phys. Marco Jupé
Titel des Projekts: Verbundprojekt: Rugate-Filter: Innovative
Technologien für optische Filter der nächsten Generation; Teilvorhaben: Brechwertmodulation in optischen Funktionsschichten
Ansprechpartner: Dipl.-Phys. Marc Lappschies
Laserkomponenten / Beschichtungen
Titel des Projekts: Beschichtungen für Hochleistungs-Scheibenlaser
Drittmittelgeber: BMBF-UA Rofin Sinar Laser GmbH
Ansprechpartner: Dr. Stefan Günster
Titel des Projekts: Verbundprojekt: Effiziente Ionenstrahl-Zerstäubungskonzepte für die flexible Optikfertigung (EIKON)
– Teilvorhaben: Erprobung von Ionenstrahl-Zerstäubungsprozessen für die industrielle Anwendung
Ansprechpartner: Dipl.-Phys. Tobias Groß
44
Produktions- und Systemtechnik / Fertigungsorganisation
Titel des Projekts: S-on-1 and Lifetime Testing of Optical Components in Vacuo
Drittmittelgeber: ESA
Ansprechpartner: Dr. Kai Starke
Titel des Projekts: Individually configurable automatic cost calculation system for 3-D laser cutting – ICACOST
Drittmittelgeber: EU
Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Fernando Liebana,
Dipl.-Ing. Markus Masur
Produktions- und Systemtechnik / Mikrotechnik
Werkstoff- und Prozesstechnik / Fügetechnik
Titel des Projekts: Phänomenologische Erfassung und quantitative Analyse von Größeneffekten bei der Miniaturisierung von
laserunterstützten Massivumformprozessen mit FE Methoden
Ansprechpartner: Dipl.-Phys. Katja Samm
Titel des Projekts: Verbundprojekt: Formgebung hochfester
Keramik mit Ultrakurzpulsstrahlquellen zur Herstellung von
Zahnersatz (FORCERAMUS) – Teilvorhaben: Aufbau eines
modengekoppelten Faserlasers und Mikrostrukturierung von
Implantatinnenseiten
Düsseldorf]
Ansprechpartner: Dipl.-Ing Niko Bärsch
Titel des Projekts: Hochfrequentes Strahlpendeln zur Erhöhung
der Prozessstabilität beim Laserstrahlschweißen mit hoher
Schmelzbaddynamik
Drittmittelgeber: AiF [Forschungsvereinigung Schweißen und
verwandte Verfahren e. V. des DVS, Düsseldorf]
Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Olaf Berend
Titel des Projekts: Herstellung umformfähiger Tailored Hybrid
Blanks aus Leichtbauwerkstoffen mittels Laserstrahllöten mit
Zusatzwerkstoff
Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Lars Engelbrecht
Titel des Projekts: Laser-MSG-Hybridschweißen von innovativen
Stahlwerkstoffen
Drittmittelgeber: AIF [Forschungsvereinigung Stahlanwendung
e. V. (FOSTA), Düsseldorf]
Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Ben Boese
Werkstoff- und Prozesstechnik / Oberflächentechnik
Titel des Projekts: Lead-free joining micro electronics and micro
system technology devices - JOITEC
Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Frank Otte
Titel des Projekts: Prozesstechnik für die Laserstrahl-Oberflächenbearbeitung Temperatur- und Qualitätsregelung TemCon©
Drittmittelgeber: Köthener Spezialdichtungen GmbH
Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Stefan Czerner
45
Forschungs- und
Titel des Projekts: Monitoring, Optimisation and Control of
Liquid Composite Moulding Processes - COMPROME
Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Frank Meyer
Titel des Projekts: Verbundprojekt: Gradierter Werkstoffverbund Stahl-Keramik mittels Laserstrahlung
Drittmittelgeber: BMBF [Forschungszentrum Jülich GmbH
Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Gerrit Hohenhoff
Titel des Projekts: SFB 599 Teilprojekt D3 „Rapid Prototyping
von artikulären metallischen Endprothesen mit angepasster
Elastizität“
Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Gerrit Hohenhoff
Forschungs- und
Titel des Projekts: WTZ mit Russland: Die Wirkung von leistungsstarken kurzen Laserpulsen auf niederdimensionalen SiNanostrukturen
Drittmittelgeber: DLR Internationales Büro
Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Mathias Deutschmann
Werkstoff- und Prozesstechnik /
Titel des Projekts: Erweiterung der Einsatzgrenzen modularer
Schneidtechnologien für den kostengünstigen Rückbau kerntechnischer Anlagen – EMOS
Drittmittelgeber: BMBF-Unterauftrag des UWTH
Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Michael Drygalla
Titel des Projekts: Gezielte Beeinflussung der Fluiddynamik
beim Laserschweißen von Thermoplasten zur Steigerung von
Schweißgeschwindigkeit, Nahtfestigkeit und Spaltüberbrückung
Ansprechpartner: M.Sc. Dipl.-Chem. Mireia Fargas Ribas
46
Titel des Projekts: Verbundprojekt: Minimalinvasive und nebenwirkungsarme Kariestherapie mit Femtosekundenlaser (MIKAFEM) – Teilvorhaben: Aufbau eines modengekoppelten Faserlasers und sicherheitstechnische Aspekte bei der minimalinvasiven Kariestherapie
Düsseldorf]
Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Thomas Püster
Titel des Projekts: On-line-Prozessmonitoring zur Qualitätskontrolle beim Laserdurchstrahlschweißen von thermoplastischen
Kunststoffen
Drittmittelgeber: AiF [Forschungsvereinigung Schweißen und
verwandte Verfahren e. V. des DVS, Düsseldorf]
Ansprechpartner: Dr.-Ing. Dipl.-Phys. Alexander von Busse
Querschnittsbereich Nanotechnologie /
Top-Down Verfahren
Titel des Projekts: Surface Plasmo Nanodevices: Towards Subwavelength Miniaturization of Optical Interconnects and Photonic Components
Ansprechpartner: Dr. Carsten Reinhardt
BottomUp Technologie & Risikoanalyse
Titel des Projekts: WTZ mit Australien: Projektanbahnungsreise
Einsatz der Online-Laser Mikropyrolyse-GC/MS in der Qualitätssicherung
Drittmittelgeber: DLR/IB des BMBF
Projektzeitraum: 01/2004 - 12/2006
Ansprechpartner: Dr.-Ing. Dipl.-Chem. Stephan Barcikowski
Querschnittsbereich Nanotechnologie / EUV & X-ray
Stabsabteilung
Titel des Projekts: Verbundprojekt: Kompakte Strahlquelle
hoher Brillanz für den weichen Röntgen-Spektralbereich (KOMPASS) – Teilvorhaben: Kompakte elektronenbasierte EUV- und
Röntgenstrahlquellen für die Metrologie
Ansprechpartner: Dr. rer. nat. Ulf Hinze
Titel des Projekts: Deutsch-chinesische Aus- und Weiterbildungsinitiative im Bereich der angewandten Lasertechnologie
Düsseldorf]
Ansprechpartner: Dipl.-Oec. Olaf Bödecker
Stabsabteilung
Querschnittsbereich Lasermedizin / Biophotonik
Titel des Projekts: Erprobungs- und Beratungszentrum Lasertechnologie in Moskau
Düsseldorf]
Ansprechpartner: Dipl.-Soz. Klaus Nowitzki
Forschungs- und
Titel des Projekts: SFB 599 Teilprojekt R3 „Zellbiologische
Bewertung von mikrostrukturierten kardiovaskulären Implantaten auf Eisenbasis“
Ansprechpartner: PD Dr. rer. nat. Holger Lubatschowski
Titel des Projekts: SFB 599 Teilprojekt D2 „Entwicklung eines
Elektrodenarrays für optimierte Nerven-Elektroden-Interaktion“
Ansprechpartner: Dipl.-Phys. Tammo Ripken
Titel des Projekts: Entwicklung eines Funktionsmusters und
eines Prototypen für ein Mikrokeratom
Drittmittelgeber: SIE AG
Titel des Projekts: Aufbau eines Funktionsmusters
Drittmittelgeber: UA der NBank: Vision Lasertechnik GmbH
47
5.3. Abgeschlossene Projekte in 2005
Titel des Projekts: Verbundprojekt: Photonische Kristallfasern
für neuartige Lichtquellen mit steuerbarer Funktionalität – Teilvorhaben: Lichtquellen auf der Basis von photonischen Kristallfasern
Titel des Projekts: Verbundprojekt: Integravitve Ionenverfahren
für die moderne Optik – INTION; Teilvorhaben: Moderne ionengestützte Beschichtungsverfahren
Ansprechpartner: Dipl.-Phys. Henrik Ehlers
Forschungs- und
Titel des Projekts: Aufbau eines Erbium-Ultrakurzpuls-Faserverstärkersystems
Drittmittelgeber: Max-Born-Insitut
Ansprechpartner: Dipl.-Phys. Holger Hundertmark
Titel des Projekts: Aufbau eines Messplatzes zur Bestimmung
der winkelaufgelösten Streuung
Drittmittelgeber: FSU Jena
Ansprechpartner: Dipl.-Phys. Puja Kadkhoda
Titel des Projekts: Laserentwicklung für GEO600 – Laser für
interferometrische Gravitationswellenobservatorien
Drittmittelgeber: Unterauftrag Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik Albert-Einstein-Institut
Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Maik Frede
Titel des Projekts: HSL-Performance Upgrade
Drittmittelgeber: Unterauftrag von Innolight GmbH über ESA
Ansprechpartner: Dipl.-Phys., M.Phil. Michael Tröbs
Titel des Projekts: Laserkalorimeter-System
Drittmittelgeber: Chengdu H&C Techn.
Ansprechpartner: Dipl.-Phys. Holger Blaschke
Laserkomponenten / Beschichtungen
Titel des Projekts: Development of the European Free-Electron
Laser at ELETTRA as a VUV Research Facility – EUFELE
Ansprechpartner: Dr. Stefan Günster
Titel des Projekts: Miniaturisiertes richtungsempfindliches
Homodyn-Laser-Doppler-Anemometer (LDA) mit Einsatz eines
Zweiwellenlängen-Lasers
Ansprechpartner: Dr. rer. nat. Lars Büttner
48
Titel des Projekts: Verbundprojekt: Lasertechnologie für die
Generierung und Messung der Mikrogeometrie an Zerspanwerkzeugen (GEOSPAN) – Teilvorhaben: Prozesstechnik für die lasergestützte Kantenverrundung an Schneidwerkzeugen
Drittmittelgeber: BMBF [Forschungszentrum Karlsruhe GmbH]
Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Frank Siegel
Titel des Projekts: Verbesserung der Abtragsqualität bei der
UV-Laser Ablation durch kaskadierte Bestrahlung
Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Thorsten Temme
Titel des Projekts: Verbundprojekt: GYROSIL
Drittmittelgeber: BMBF-Unterauftrag der Fa. Conti TEMIC microelectronic GmbH
Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Ulrich Klug
Produktions- und Systemtechnik / Fertigungsorganisation
Titel des Projekts: Rapid Production Tool for Micro Mechanical
Systems – PRONTO
Ansprechpartner: Dipl.-Ing. (FH) André Neumeister
Titel des Projekts: Entwicklung eines 3D Plasma Systems zum
thermischen Spritzen TV5
MTU
Projektzeitraum: 03/2003–2005
Ansprechpartner: Dipl.-Phys. Kai Schulze
Produktions- und Systemtechnik /
Titel des Projekts: Entwicklung und Aufbau einer Versuchsplattform zur Präzisionsfertigung von dreidimensionalen Mikrosystemen aus Photopolymeren – RAPID Wien
Drittmittelgeber: Technische Universität Wien, Institut für
Werkstoffwissenschaft und Werkstofftechnologie
Ansprechpartner: Dipl.-Ing. (FH) André Neumeister
Titel des Projekts: Verbundprojekt: Innovatives Produktionsverfahren zur Politur von Glasoberflächen (InProGlas) – Teilvorhaben: Prozessentwicklung, Regelkreisaufbau sowie Auslegung
und Aufbau von laserstrahlspezifischen Anlagenkomponenten
Drittmittelgeber: BMBF [Forschungszentrum Karlsruhe GmbH]
Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Peer-Olrik Wiechell
Titel des Projekts: Entwicklung und Aufbau einer Pilotanlage
(Prototyp) zur lasergestützten Strukturierung von polymer optischen Fasern (POF)
Drittmittelgeber: Siemens VDO, Regensburg
Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Frank Otte
Titel des Projekts: Machining of Transparent Materials by Multiple Absorption – MATRA
Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Carsten Büsching
Titel des Projekts: Ausbildungsnetzwerk zur Förderung der
Mikrosystemtechnik in Niedersachsen
Drittmittelgeber: BMBF-Unterauftrag des Instituts für Mikrotechnologie
Ansprechpartner: Dipl.-Phys. Katja Samm
Titel des Projekts: Improving Laser Welding in Automated
Manufacturing – INLASMA
Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Tim Hesse,
Dipl.-Ing. Matthias Stallmach
49
Forschungs- und
Titel des Projekts: Fügen und Formen von Rohrgläsern zur Herstellung von technischen Glasbauteilen mit Hilfe von CO2-Laserstrahlung
Drittmittelgeber: AiF [Forschungsgemeinschaft Technik und
Glas e. V., Wertheim
Ansprechpartner: Dipl.-Ing. MB Lars Richter
Titel des Projekts: Werkstatt-Reparaturkonzept für Kfz-Strukturen aus höherfesten Stahlwerkstoffen im Automobilkarosseriebau
Drittmittelgeber: Forschungsvereinigung Stahlanwendung
(FOSTA)
Forschungs- und
Titel des Projekts: Optisches Nahtverfolgungs- und Qualitätsüberwachungssystem für Laserstrahlversuchsanlage [OptiSens]
Drittmittelgeber: Airbus Deutschland GmbH
Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Matthias Stallmach
Titel des Projekts: Laserbasierte Erzeugung lokaler Nebenformelemente beim wirkmedienbasierten Umformen
Titel des Projekts: Entwicklung von neuen Konzepten sowie
Untersuchungen für das beidseitig-gleichzeitige Laserstrahlschweißen von Clip und Schubkämmen mit einem Hochleistungsscheibenlaser
Drittmittelgeber: Airbus Deutschland GmbH
Ansprechpartner: Dipl.-Ing (FH) Jörg Hermsdorf
Titel des Projekts: Werkstoffgerechte Prozesskette für
Ultraleicht-Bauteile aus Magnesiumfeinblech für die Verkehrstechnik (ULM)
Drittmittelgeber: BMBF [Forschungszentrum Jülich GmbH]
Titel des Projekts: Herstellung umformfähiger Tailored Hybrid
Blanks aus Leichtbauwerkstoffen mittels Laserstrahllöten mit
Zusatzwerkstoffen
50
Titel des Projekts: Laserstrahlschweißen zellularer metallischer
Werkstoffe
Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Dirk Herzog
Titel des Projekts: Solid Security System for Combating Counterfeiting and Product Piracy – SYSCOP
Ansprechpartner: Dipl.-Phys. Peter Jäschke
Titel des Projekts: Handgeführtes Werkzeugsystem zur lasergestützten Bearbeitung von Schneid- und Umformwerkzeugen
Drittmittelgeber: AiF [Europäische Forschungsgesellschaft für
Blechverarbeitung e. V., Hannover
Projektzeitraum: 07/2003 - 09/2005
Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Bernd Block
Titel des Projekts: Untersuchungen zur Induzierung des Zweiwegeffektes in Bauteilen aus Formgedächtnislegierungen durch
Laserstrahlung
Ansprechpartner: M.Sc. Dipl.-Chem. Mireia Fargas Ribas
Top-Down Verfahren
Titel des Projekts: Investigation on the generation of photonic
crystals using two-photon polymerization (2PP) of inorganicorganic hybrid polymers with ultra-short laser pulses
Ansprechpartner: Dipl.-Phys. Jürgen Koch
Titel des Projekts: Optimization and first applications of a compact, high-repetition rate, ultrashort hard-x-ray and electron
source based on the combination of femtosecond lasers with an
x-ray diode
Ansprechpartner: Dr. rer. nat. Ulf Hinze
Titel des Projekts: Entwicklung elektrischer Leistungsschaltkreise und Steuerungen zur Erhöhung der Effizienz und Lebensdauer von EUV-Quellen unterschiedlicher Emitter
Drittmittelgeber: XTREME technologies GmbH
Ansprechpartner: Prof. WenHao Huang
Titel des Projekts: Intelligent Low-Cost System for Fume Control
during Laser Material Processing – FUCOLAMP
Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Ramin Sattari
Titel des Projekts: Aufbau eines Lasermikroskops zur Mikround Nano-Manipulation auf zellulärer und subzellulärer Ebene
NanoCut
Drittmittelgeber: Rowiak GmbH
Ansprechpartner: Dr. Alexander Heisterkamp
Titel des Projekts: Veredelung von Kunststoffoberflächen mittels Laserstrahl-Dispergieren unter Verwendung von Nano- und
Mikropartikeln
Drittmittelgeber: Stiftung Industrieforschung
Ansprechpartner: Dr. rer. nat. Michael Hustedt
Titel des Projekts: Erweiterung und Optimierung eines Maschinenmoduls zum Laserstrahl abtragen von Schirmglas
Drittmittelgeber: ZME Recycling GmbH
Ansprechpartner: Dipl.-Phys. Jürgen Walter
51
Forschungs- und
5.4. Patente und Anmeldungen 2005
Forschungs- und
(Stand 31.12. 2005)
Schutzrecht EP 1499490-A1 (2005-01-26)
Schutzrecht WO 002005107998 A1 (2005-11-17)
Houbertz-Krauss, R.; Schulz, J.; Fröhlich, L.; Popall, M.; Chichkov, B.; Serbin, J. : Verfahren zum Erzeugen dreidimensionaler
Körper oder Oberflächen durch Laser-Bestrahlung
Haase, M.; Haupt, O. : Vorrichtung zum durchtrennenden Bearbeiten von Bauteilen aus sprödbrüchigem Material mit spannungsfreier Bauteillagerung
Schutzrecht DE 102004009978-A1 (2005-04-28)
Schutzrecht DE 102004020737 A1 (2005-11-24)
Burmester, T. : Verfahren und Vorrichtung zur berührungslosen
und zeitaufgelösten In-Vivo-Bestimmung von biologischem
Gewebe
Haase, M.; Haupt, O. : Vorrichtung zum durchtrennenden Bearbeiten von Bauteilen aus sprödbrüchigem Material mit spannungsfreier Bauteillagerung
Schutzrecht WO 2005053860-A2 (2005-06-16)
Schutzrecht DE 102004024475 A1 (2005-12-01)
Matteazzi, P.; Becker, H. : Improved method and apparatus for
sintering of inorganic materials as well as resulting objects
Haupt, O.; Lange, B. : Verfahren und Vorrichtung zum Trennen
von Halbleitermaterialien
Schutzrecht EP 1341730 B1 (2005-08-10)
Schutzrecht WO 002005115678 A1 (2005-12-08)
Hesener, H. : Verfahren zum Durchtrennen von Bauteilen aus
Glas, Keramik, Glaskeramik oder dergleichen durch Erzeugung
eines thermischen Spannungsrisses an dem Bauteil entlang
einer Trennzone
Haupt, O.; Lange, B. : Verfahren und Vorrichtung zum Trennen
von Halbleitermaterialien
Schutzrecht AT 301620 E (2005-08-15)
Hesener, H. : Verfahren zum Durchtrennen von Bauteilen aus
Glas, Keramik, Glaskeramik oder dergleichen durch Erzeugung
eines thermischen Spannungsrisses an dem Bauteil entlang
einer Trennzone
52
5.5. Ausgründungen 2005
H2B Photonics GmbH
Die H2B Photonics GmbH aus Garbsen wurde
im Mai 2005 gegründet. Das Ziel des Unternehmens ist die Vermarktung einer laserbasierten Glasschneidetechnologie. Diese
bisher weltweit einzigartige Trenntechnologie erlaubt das
Trennen von Glaswerkstoffen in einem Arbeitsgang ohne nach
geschaltete Brech- und Schleifprozesse. Das Verfahren beruht
auf einer Mehrfachabsorptionstechnik, dem so genannten Multiple Laser Beam Absorption Verfahren. Die Schwerpunkte der
H2B Photonics GmbH liegen auf der kundenspezifischen Entwicklung und Beratung für den Einsatz des MLBA Verfahrens.
Umfassende Kenntnisse im Bereich der Glasbearbeitung und
Beherrschung der MLBA Trenntechnologie zeichnen die Gründer der H2B Photonics GmbH aus.
Das MLBA Verfahren wurde innerhalb wissenschaftlicher Arbeiten entwickelt, somit sind die Kompetenzen und das Prozesswissen um diese weltweit einmalige Trenntechnologie im Unternehmen konzentriert.
Belastungen und Zusatzwerkstoffen auszusetzen. Die mit dem
Laser erzielte Kantenqualität führt zu einer erhöhten Bauteilfestigkeit, somit lassen sich Glasscheiben mehr als doppelt so
weit durchbiegen, wie Glasscheiben mit herkömmlich erzeugten
Trennkanten.
Forschungs- und
Geschäftsführung:
Michael Haase, Oliver Haupt,
Carsten Büsching
Produktübersicht:
• Realisierung von Basisschneidanlagen für unterschiedliche
Einsatzbereiche, wie Displayglasfertigung, Automobilglas
oder Architekturglas
• Spezielles Reflektorsystem mit Temperatur-Sensor und
Software zur Prozessoptimierung und Steuerung
• Unterstützungsdienstleistung bei der Erstinstallation
von Basiskomponenten
• Unterstützungsdienstleistung für Prozessentwicklung
und Anpassung auf spezielle Glassorten und Formate
• Lizenzvergabe für das patentierte Verfahren
Anwendungsbereiche:
Displayglas, Glasprodukte im Architektur- und Designbereich,
Automobilverglasung, Funktionsgläser
H2B Photonics GmbH
Schönebecker Allee 2
30823 Garbsen
Mit dem MLBA Verfahren wird Kunden aus der glasbe- und verarbeitenden Industrie die Möglichkeit gegeben, Glasbauteile in
einem Arbeitsgang zu trennen, ohne das Bauteil mechanischen
Michael Haase, Oliver Haupt,
Carsten Büsching
Tel.: 0511/762-18250
Fax.: 0511/762-18252
Web: www.h2b-photonics.de
53
microLS GmbH
Geschäftsführung:
Dr.-Ing. S. Czerner
Forschungs- und
Die microLS GmbH führt
eine neue laserbasierte
Technologie zur Fertigung von Funktionsprototypen in den
Markt ein. Diese Funktionsprototypen werden im Bereich des
Rapid Prototyping und des Rapid Manufacturing genutzt. Ein
Laserstrahl hoher Strahlqualität (M2 < 1,05) wird hierbei auf 12
µm im Arbeitsbereich fokussiert. Durch eine geeignete Zuführung werden Metall- und/oder Keramikpulver in diesen Bereich
geführt. Die Laserstrahlung wird hierbei derart temperaturgeregelt, dass die Pulver entweder miteinander versintert oder
verschweißt werden. Der Firmenname lehnt sich an die Verfahrensbezeichnung Mikro-Laserstrahl-Sintern und Mikro-Laserstrahl-Schweißen an.
microLS GmbH
Hollerithallee 8
30419 Hannover
Dr.-Ing. S. Czerner
Tel.: 0511 / 2788-348
Fax.: 0511 / 2788-100
Web:
www.microLS.com
microLS®, die Technik zur schnellen Fertigung von
metallischen und keramischen Präzisionsprototypen
Die kleinsten derzeit erzielten Strukturauflösungen weisen eine
Ausdehnung von 50x50x25 µm3 auf und liegen damit etwa
eine Zehnerpotenz unter den besten auf dem Markt befindlichen Verfahren zum Rapid Prototyping von Metallbauteilen.
Zusätzlich werden mit dem Verfahren derzeit im Schwerpunkt
besonders nano-phasige Mikropulver verwendet.
Der Anwendungsbereich:
microLS®-Bauteile können im Prototyp- oder Werkzeugbereich
eingesetzt werden. Die hohe Detailauflösung ermöglicht, in Einsatzbereiche vorzudringen, die bisher aufwendigen Verfahrenskombinationen wie beispielsweise dem Fräsen und Erodieren
oder Gießen und Schleifen vorbehalten waren.
Einstufige Prozessführung
Die Produktübersicht von microLS:
• Auftragsarbeit zur Herstellung von metallischen
Funktionsprototypen
• Verkauf von Fertigungsanlagen für das Mikro-LaserstrahlSintern und Mikro-Laserstrahl-Schweißen
• Kundenspezifische Anpassung und Verkauf von microLS
Komponenten
• Vertrieb von nano-phasigen Mikropulvern
Anwendungsbereiche:
Werkzeugbau, Formenbau, Medizintechnik, Implantate, Elektrotechnik, Sensorik
Prototypenwerkzeug zur Prägung von Schrauben. Der Laserstrahl wurde zur Herstellung auf 17 µm fokussiert. Es wurden 320 Sinterlagen aufgebaut (Porosität <
0,1 %, ohne Nachinfiltration). Die Bauzeit für das Werkzeug beträgt 2,5 Stunden.
54
5.6. Preise und Auszeichnungen in 2005
WLT-Preis für herausragende Leistungen auf
dem Gebiet der Optischen Technologien
1. Preis der Stiftung Industrieforschung für wissenschaftlich fundierte und praxisnahe Arbeiten
Dr. Alexander Heisterkamp
Juni 2005
Dr.-Ing. Stephan Barcikowski
Oktober 2005
Der diesjährige Preis der Wissenschaftlichen Gesellschaft für
Lasertechnik wurde Dr. Alexander Heisterkamp (LZH) für herausragende Leistungen auf dem Gebiet der Optischen Technologien verliehen.
Durch Erfahrungsaustausch und teilweise gemeinsame Forschungs- und Entwicklungsprojekte der Institute ihrer Mitglieder beteiligt sich die WLT aktiv an der Umsetzung neuer Forschungsinitiativen. Ein besonderes Anliegen ist die Nachwuchsförderung. Als eine der Maßnahmen vergibt die WLT jährlich
den WLT Preis an Nachwuchswissenschaftler.
Für seine Dissertation „Laserstrahltrennen von Werkstoffen
aus Holz“ wurde Dr.-Ing. Stephan Barcikowski von der Stiftung
Industrieforschung ausgezeichnet. Bei der Preisverleihung in
Bonn-Bad Godesberg am 11.10. 2005 erhielt er den „1. Preis für
wissenschaftliche Arbeiten 2005“.
Dipl.-Ing. Anne Hahn
November 2005
Forschungs- und
Kaiser-Friedrich-Forschungspreis 2005
Preis für außerordentliche Studienleistungen im
Studienjahr 2005 des Fachbereichs Versorgungstechnik der FH Braunschweig/Wolfenbüttel
Dr. Alexander Heisterkamp
Mai 2005
Alexander Heisterkamp hat mit der Weiterentwicklung eines
lasergestützten Mikroskopaufbaus einen entscheidenden Fortschritt für die Zellbiologie und medizinische Forschung geleistet.
Die einmalige Technologie ermöglicht die äußerst schonende
dreidimensionale Beobachtung zellulärer Vorgänge verbunden
mit dem direkten Eingreifen bzw. Manipulieren von Zellbestandteilen im Innern einer lebenden Zelle.
55
5.7. Habilitationen, Promotionen, Diplomarbeiten und Projektarbeiten in 2005
Habilitation
Diplomarbeiten
Dr.-Ing. habil. Andreas Ostendorf
Juni 05
Laser als Werkzeug für die Mikro- und Nanostrukturierung
Dipl.-Phys. Lars Jensen
Charakterisierung von Laseroptiken im infraroten
Spektralbereich
Promotionen
Dipl.-Ing. Dominik Tautz
Mai 05
Anpassung eines softwarebasierten Regelungssystems
an einen laserbasierten Glastrennprozess
Dr. rer. nat. Birte Jansen
Januar 05
Bearbeitung von Kontaktlinsen mit dem Laser zur Korrektur der
Presbyopie
Forschungs- und
Dr. Michael Tröbs
Februar 05
Laserentwicklung und Stabilisierung für den weltraumgestützten interferometrischen Gravitationswellendetektor LISA
Dr.-Ing. Andreas Feld
März 05
Lasergestützte und spektroskopische Identifikationsverfahren
für das rohstoffliche Textilrecycling
Dr.-Ing. Leo-Alexander von Busse
Juni 05
Laserdurchstrahlschweißen von Thermoplasten: Werkstoffeinflüsse und Wege zur optimierten Prozessführung
Dr.-Ing. Thorsten Bauer
Juni 05
Abtragen bioresorbierbarer Magnesium-Werkstoffe ultrakurzer
Laserpulse
Dr.-Ing. Stefan Czerner
Juni 05
Schmelzbaddynamik beim Laserstrahl-Wärmeleitungsschweißen von Eisenwerkstoffen
August 05
Laserstrahlschweißen hochfester Stahlfeinbleche mit
prozessintegrierter induktiver Wärmebehandlung
Dr.-Ing. Günter Kamlage
Mikrobohren mit ultrakurzen Laserpulsen
Oktober 05
Dr.-Ing. Jörg Werhahn
November 05
Methoden der Bauteilkalibrierung beim räumlichen
Laserstrahlschneiden
Dr. Holger Hundertmark
November 05
Erbium-Faserlaser für einen Frequenzkamm bei 1560 nm
M.Sc. Satyanarayana Gollapudi
Modification of functional surfaces of polymers
using UV laser radiation
August 05
Februar 05
Dipl.-Ing. Peter Kallage
September 2005
Konzeption, 3D-Modellierung und Aufbau eines Systems
zum handgeführten teilmechanisierten Laserstrahlhärten
Dipl.-Ing. Vadim Rein
März 05
Entwicklung und Konstruktion einer lasergestützten
3D-Mikrobearbeitungsanlage nach industriellem Standard
Dipl.-Ing. Thomas Rau
November 05
Identifikation von Optimierungspotentialen für das
Einwachsverhalten von Implantaten in Knochengewebe
Dipl.-Phys. Imke Land
Mikromaterialbearbeitung von Zirkoniumdioxid
mit ultrakurzen Laserpulsen
Februar 05
Dipl.-Phys. Claudia Geissler
Aufbau und Erprobung eines optischen
Kohärenz-Tomographen mit einer fs-Strahlquelle
Dipl.-Phys. Judith Baumgart
Realisierung eines Multiphotonen-Mikroskops für die
Zellchirurgie
April 05
Juni 05
Dipl.-Phys. Agnes Stolte
November 05
Netzhautschädigungspotential von Laserstarhlung in der
Refraktiven Augenchirurie während der fs-LASIK
Dipl.-Phys. Nicole Radicke
November 05
Aufbau eines OCT-gestützten Laryngoskops zur Analyse der
Stimmlippenstruktur
Dipl.-Phys. Babak Sabbagh-Amirkhizi
März 05
Entwicklung eines kompakten und preiswerten Lasersystems
für die Bearbeitung von Zahnhartgewebe
56
Dipl.-Ing. Michael Fromm
Oktober 05
Uuntersuchungen zur Flexibilitätssteigerung der Augenlinse in
der Presbyopiebehandlung mittels fs-Laser
Dipl.-Ing. Anne Hahn
November 05
Charakterisierung und Generierung von Nanopartikeln mittels
Femtosekunden-Laserstrahlabtragen
Projektarbeiten
cand. mach. Nils Weidlich
September 05
Untersuchungen zum Versagen von Chromschichten durch
thermomechanische Belastung
cand. mach. Nils Weidlich
März 05
Theoretische Grundlagen der Diffusion und
des Kornwachstums beim Laserstrahl-Nitrieren von Titan
Forschungs- und
cand. mach. Christian Becker
November 05
Konstruktion eines Induktors zur Wärmebehandlung von
zweidimensionalen Schweißnähten
cand. mach. Sonja Dudziak
September 05
Untersuchungen zur Ermittlung eines geeigneten Treibmittels
zur laserinduzierten Herstellung zellularer Titanstrukturen
57
5.8. Mitarbeit in Gremien – Mitglied in Netzwerken
Das LZH ist in folgenden Gremien tätig:
• European Optical Society (EOS)
• Arbeitskreis Deutscher Lasermedizin-Zentren (ADL)
• European Society for Precision- and
Nanotechnolgy (EUSPEN)
• Arbeitsausschuss: Laser
• Arbeitskreis 018 AK1 „Begriffe, Prüfgeräte
und Prüfverfahren“
• Arbeitskreis 018 AK2 „Optische Komponenten
und Werkstoffe“
• Arbeitskreis 018 AK3 „Systeme und Schnittstellen“
• Arbeitsausschuss: Messverfahren für die Optik
• Normenausschuss AA 03 „Dünne Schichten für die Optik“
• FABO – Fachausschuss Beschichtung für die Optik
und Optoelektronik
• Forschungsgemeinschaft Technik und Glas e.V. (FTG)
• Forschungsvereinigung Werkzeugmaschinen und
Fertigungstechnik (FWF)
• FOSTA – Forschungsvereinigung Stahl
• CEN/TC 123: ”Lasers and laser-related equipment”
• Innovationszentrum Niedersachsen GmbH
Forschungs- und
• C.I.R.P. International Institution for
Production Engineering Research
• Deutsches Institut für Normung:
Normenausschuss Feinmechanik und Optik
• Informationsdienst Wissenschaft e.V. (idw)
• Institut der Niedersächsischen Wirtschaft e.V.
• Deutsche Gesellschaft für Holzforschung
• Fachausschuss 5 „Holzforschung“
• International Organization for Standardization,
ISO/TC172/SC9
• WG6 “Optical Components and their Test Methods”
• Deutsche Gesellschaft für Materialkunde e.V. (DGM)
• IVAM Mikrostrukturinitiative NRW
• Deutsche Keramische Gesellschaft e.V. (DKG)
• Laser Institute of America (LIA)
• Deutscher Verband Schweißtechnik (DVS)
• Fachausschuss 1 „Metallurgie und Werkstofftechnik“
• Fachausschuss 2 „Thermische Beschichtungsverfahren
und Autogentechnik“
• Fachausschuss 5 „Sonderschweißverfahren“
• Fachausschuss 6 „Strahlverfahren“
• Fachausschuss 7 „Löten“
• Fachausschuss 8 „Klebtechnik“
• Fachausschuss 9 „Konstruktion und Berechnung“
• Fachausschuss 10 „Mikroverbindungstechnik“
• Fachausschuss 11 „Kunststoff-Fügen“
• Fachausschuss Q6 „Arbeitssicherheit und Umweltschutz“
• PhotonicNet GmbH
• Deutsches Zentrum für Fahrzeugkomponenten
und -systeme (ZFKS), Hannover
• Europäische Forschungsgesellschaft Dünne
Schichten e.V. (EFDS)
• Arbeitskreis „Tribologische Schichten“
• Arbeitskreis „OPTISCHE DÜNNE SCHICHTEN“
• Europäische Forschungsgesellschaft
Blechverarbeitung e.V. (EFB)
• Schweißtechnische Lehr- und
Versuchsanstalt Hannover (SLV)
• Stiftung Industrieforschung
• Tibb – Junge Technologien in der beruflichen Bildung e.V.
• Verein Deutscher Ingenieure (VDI)
• WLT – Wissenschaftliche Gesellschaft Lasertechnik e.V.
• WAW – Wissenschaftlicher Arbeitskreis für
Werkstofftechnik e.V.
• Zentrum für Biomedizintechnik der
Universität Hannover (zbm)
• Zentrum für Biophotonik Hannover
• Zentrum für Festkörperchemie und neue Materialien (ZFM)
• European Laser Institute (ELI)
• Zentrum für Hochleistungsfügetechnik (zhf), Hannover
58
• 3-D MID e.V. Forschungsvereinigung
Räumliche Elektronische Baugruppen
6.
Aus- und Weiterbildung im LZH
Kurzbeschreibung
Zielgruppe: Studierende an der Universität, Fachhochschule
und Technikerschule in Hannover
Dauer: Je ein Semester oder als Blockveranstaltungen
Abschluss: Studiennachweis / Laser-Zertifikat
Kosten: keine
Veranstaltung
• „Wahlpflichtfach Lasertechnik“, Vorlesung und Übung, für
Techniker in der Ausbildung der Technikerschule Hannover
• „Physikalische Aspekte der Lasertechnik“ Vorlesung und
Übung, für Studentinnen und Studenten der UNI und der FH
Hannover
• „Lasermaterialbearbeitung“, Vorlesung, Übung und Exkursion, für Studentinnen und Studenten der UNI und der FH Hannover
• „Grundlagen der Lasertechnik und ihre Anwendung in der
Biomedizintechnik“, Vorlesung, Übung und Exkursion, für Studentinnen und Studenten der UNI Hannover
• „Lasermedizin“, Vorlesung, Übung und Exkursion,
für Studentinnen und Studenten der UNI Hannover
Kontakt
Studienbezogene Ausbildung
Dipl.-Berufspd. Klaus Raebsch
Tel: +49 (0)511 277-1734
E-mail: [email protected]
Ausbildung
im LZH
Das LZH bietet kostenfreie laserspezifische Vorlesungen und
Ausbildung an, für:
• Studentinnen und Studenten der FHHannover
• Studentinnen und Studenten der UNI Hannover
• Fachschüler der Technikerschule Hannover
Durch den erfolgreichen Besuch der Vorlesungen Laserphysik,
Lasermaterialbearbeitung und Lasermedizintechnik kann das
„Laser-Zertifikat“ erworben werden.
Alle Vorlesungen sind als Studienleistung von der Universität
Hannover anerkannt und mit jeweils 6 Credit Points ausgestattet.
Studienarbeiten und Diplomarbeiten werden in Kooperation
mit der Universität Hannover am LZH durchgeführt.
Ausbildung am Laser durch das
technische Fachpersonal des LZH
Die praktische Ausbildung an Laseranlagen ist fester Bestandteil der Lehrgänge der LZH Laser Akademie und des Laser Zentrums Hannover. Das Angebot der LZH Laser Akademie konzentriert sich auf die Aus- und Weiterbildung von Mitarbeitern aller
Unternehmensebenen auf dem Gebiet der Lasertechnik und
optischen Technologien. Wobei es sich bei den vom LZH organisierten Veranstaltungen um laserspezifische Vorlesungen
handelt, die an Studierende der Universität, Fachhochschule
und der Technikerschule Hannover gerichtet sind. Der Umgang
mit den komplexen Anlagen lässt sich nicht ausschließlich mit
theoretischen Unterrichteinheiten vermitteln - hier bedarf es
der kompetenten Unterweisung durch das technische Personal
des LZH, das sich engagiert in der Aus- und Weiterbildung einbringt.
In den Schulungen erläutern die Techniker Gerald Gärtner, Bernd
Grosche, Jörg Heineker, Markus Henkel und Matthias Schrader
den Aufbau und die Funktionsweise der Gas- und Festkörperlaser. Sie vermitteln wichtiges Know-how zur Optimierung von Prozessparametern für Schneid- und Schweißprozesse und geben
den Teilnehmern mit Ihrem umfangreichen Erfahrungswissen
wertvolle Tipps für die betriebliche Praxis mit auf den Weg.
Das Ineinandergreifen von Theorie und Praxis gestattet eine
optimale und umfassende Vorbereitung der Schulungsteilnehmer auf die Arbeit an Laseranlagen. Dem Engagement der
Techniker ist es zu verdanken, dass der für die Schulungen sehr
bedeutende praktische Anteil, einen hohen Standard bietet und
demzufolge die Teilnehmer optimal auf die Anforderungen bei
ihrer künftigen Arbeit an Laseranlagen vorbereitet. Denn erst
die Koppelung theoretischer Kenntnisse mit der Einweisung in
den Praxisbetrieb, kann im Umgang mit dem Laser eine umfassende Ausbildung der Teilnehmer gewährleisten.
Jörg Heineker (Festkörperlaser)
59
LZH Laser Akademie
Das umfangreiche Angebot an Seminaren,
Workshops und Lehrgängen im Bereich der
Lasertechnik wurde im Geschäftsjahr 2005
durch neue Seminare erweitert. So wurden
u. a. Seminare zu den Themen Kunststoffbearbeitung mit dem Laser, Six Sigma und Technisches Englisch
entwickelt und durchgeführt.
Auch bei den firmenspezifischen Schulungen konnte eine deutlich gestiegene Nachfrage verzeichnet werden. Von besonderem
Interesse für Unternehmen waren hier betriebsbezogene Fragestellungen der Prozesstechnik und des Werkstoffverhaltens.
ProfIS
Projektlaufzeit: 01.10.05 – 31.12.07
Ziel: Entwicklung eines Verfahrens zur Bewertung nach einem
Leistungspunktesystem für die Anerkennung beruflicher Kompetenzen auf Hochschulstudiengänge.
Projektmittelgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung
Launch-Micro
Aufgabe: Identifikation und Spezifikation von Qualifizierungsinhalten sowie Entwicklung entsprechender Qualifizierungsmodule.
Projektmittelgeber: Europäische Union
Ausbildung
im LZH
English Refresher - Technical
Dieses Kommunikationstraining bietet praktikable sprachliche
Werkzeuge zur Steigerung der Sprechfertigkeit und Ausdrucksfähigkeit. Es vermittelt Sicherheit beim Formulieren technischer
Sachverhalte und Prozesse und befähigt die Teilnehmerinnen
und Teilnehmer, technisches Englisch korrekt und variantenreich im Umgang mit internationalen Kunden und Partnern
anzuwenden.
Markus Henkel (Festkörper- und CO2-Laser)
Neben der Durchführung des vielseitigen Qualifizierungsangebots wirkt die LZH Laser Akademie in nationalen und internationalen Projekten mit. Von besonderer regionaler Bedeutung
ist die Weiterbildungsoffensive Lasertechnik und Biophotonik
in Niedersachsen, die den Aufbau einer Weiterbildungsinfrastruktur für niedersächsische KMU zum Ziel hat. Das vom BMBF
geförderte und mit dem Institut für Mikrotechnologie der Universität Hannover gemeinsam durchgeführte Projekt ProfIS
befasst sich mit der Anerkennung beruflicher Kompetenzen auf
Hochschulstudiengänge. Im Rahmen des europäischen Projektes Launch-Micro besteht die Aufgabe darin, qualifizierungsrelevante Entwicklungsinhalte zur Mikrobearbeitung zu identifizieren und nutzbar zu machen.
Weiterbildungsoffensive Lasertechnik und Biophotonik
in Niedersachsen
Ziel: Aufbau einer bedarfsgerechten Weiterbildungsinfrastruktur für den Technologietransfer mit der Absicht, die Wettbewerbsfähigkeit der Unternehmen zu sichern und Arbeitsplätze
in Niedersachsen zu erhalten bzw. zu schaffen.
Projektmittelgeber: Europäische Union (ESF)
60
Fügen von Kunststoffen mit dem Laser
Auf dem Gebiet der Verbindungstechniken für komplexe Kunststoffbauteile hat das Laserdurchstrahlschweißen eine wesentliche Bedeutung und nimmt zunehmend einen festen Platz in
der Reihe der industriell relevanten Kunststofffügeverfahren
ein. Das Seminar spannt den Bogen von den Grundlagen und
Konzepten des Laserdurchstrahlschweißens über Berichte aus
der industriellen Anwendung und Verfahrensumsetzung in der
Praxis bis hin zur Vorstellung neuester Verfahrenskonzepte.
Theorie des systematischen Erfindens
Im Rahmen dieses Seminars lernen die Teilnehmer die Theorie
des systematischen Erfindens (TRIZ) kennen. Es werden Innovationstechniken vorgestellt, die eine kundenorientierte Produktentwicklung unterstützen und das road mapping eines systematischen Erfindungsprozesses ermöglichen.
EMO Anwenderforum Lasertechnik
Der Laser ist aufgrund seiner Leistungsfähigkeit in vielen Fertigungsprozessen als innovatives Werkzeug etabliert. Ob im
Bereich der Fahrzeugtechnik, der Konsumgüter oder des Anlagen- und Maschinenbaus ist die Optimierung dieses Werkzeuges für den Gesamtprozess essentiell. Das Anwenderforum
Lasertechnik im Rahmen der EMO, das in Kooperation mit
Optech Consulting ausgerichtet wurde, bot den Teilnehmern
eine Übersicht über die Einbindung von Lasern in moderne Fertigungsprozesse.
When High-Tech meets Glass –
Innovative Glasbearbeitung mit dem Laser
Dieses Seminar verdeutlicht an ausgewählten Beispielen die
vielfältigen Einsatzmöglichkeiten des Lasers in der Glasbearbeitung und stellt aktuelle Neuentwicklungen und Trends vor.
Angesprochen sind Entwicklungsingenieure, Prozess- und Produktverantwortliche der glasverarbeitenden Industrie und der
Zulieferindustrie sowie dem verbundenen Maschinenbau.
Laserschutzbeauftragter für technische Anwendungen
Für den Betrieb von Lasereinrichtungen der Klassen 3R, 3B
oder 4 muss, nach Vorschrift der Berufsgenossenschaften, ein
sachkundiger Laserschutzbeauftragter benannt werden. Dieses
Seminar vermittelt die notwendige Sachkunde entsprechend
den berufsgenossenschaftlichen Vorgaben und bietet darüber
hinaus nützliche Hinweise und Anregungen für die betriebliche
Umsetzung und Praxis.
Laserschutzbeauftragter für medizinische Anwendungen
Die Berufsgenossenschaftliche Zentrale für Sicherheit und
Gesundheit (BGZ) schreibt für Praxen und Krankenhäusern, in
denen mit Lasern gearbeitet wird, die Anwesenheit eines sachkundigen Laserschutzbeauftragten vor. Für diese Zielgruppe
bietet die LZH Laser Akademie ein auf die medizinischen Anwendungen abgestimmtes Seminar zum Erwerb der Sachkunde an.
Bernd Grosche (Excimer-Laser)
Laserstrahlfachkraft nach Richtlinie DVS 1187
Diese Ausbildung richtet sich an qualifizierte Facharbeiter, Meister und Techniker, die für die Bedienung und Einsatzbereitschaft
komplexer Laseranlagen verantwortlich sind oder werden. Der
Lehrgang ist auch für Ingenieure und Fertigungsleiter interessant, die grundlegende und umfassende Kenntnisse über den
Einsatz der Lasertechnologie in der Materialbearbeitung erhalten wollen. Die Ausbildung wird in den Fachrichtungen Schneidtechnik, Schweißtechnik und Oberflächentechnik angeboten.
Jeder Lehrgang schließt mit einer theoretischen und praktischen
Prüfung ab. Mit erfolgreicher Teilnahme wird die Qualifikation
„Laserstrahlfachkraft“ nach Ri-DVS 1187 erlangt.
Anpassungsweiterbildung Lasertechnologie
Bereits seit 1998 wird diese Qualifizierungsmaßnahme in
Zusammenarbeit mit der Bundesanstalt für Arbeit erfolgreich
durchgeführt. Im Rahmen einer 12-monatigen Vollzeitausbildung werden arbeitslose Meister, Techniker und Ingenieure
auf dem Gebiet der Lasertechnologie fortgebildet und für eine
Beschäftigung in Industrie oder Handwerk vorbereitet.
Laser Labor „Discover Light“
Das im vergangenen Jahr mit Unterstützung der Stiftung Niedersachsenmetall, der TUI-Stiftung und den Unternehmen
Sennheiser und SIAG eröffnete Schüler-Labor „Discover Light“
erfreut sich einer großen Resonanz: Über 360 Schülerinnen und
Schüler besuchten das Laser Labor und entdeckten die Welt des
Lichts. Ein besonderes „Highlight“ war der Bau eines Stickstofflasers durch den Jugend-Technik-Club der St. Ursula-Schule,
der im Rahmen einer Kooperation realisiert wurde. Das Laser
Labor bietet die Möglichkeit Experimente durchzuführen und
im Rahmen von Fachvorträgen und Demonstrationen industrieller Laseranwendungen die Lasertechnik in anschaulicher Weise
zu verstehen. Mit diesem Angebot wird ein großes Interesse an
natur- und ingenieurwissenschaftlichen Berufsfeldern geweckt.
61
Ausbildung
im LZH
Matthias Schrader (CO2-Laser)
Klassifizierung und Sicherheit von Laseranlagen
Dieser Workshop vermittelt theoretische und praktische Kenntnisse zur Lasersicherheit. Mögliche Gefährdungen sowie die
sicherheitsgerechte Gestaltung von Komponenten von Laseranlagen, wie auch der Gesamtanlage, werden thematisiert und
praktische Lösungsmöglichkeiten gemeinsam erarbeitet und
erörtert. Die Veranstaltung richtet sich an Laserschutzbeauftragte, Fachkräfte für Arbeitssicherheit und andere Personen,
die für den sicheren Betrieb von Laseranlagen verantwortlich
sind.
7.
Messen
Messebeteiligungen 2005
Im Jahr 2005 hat das LZH an folgenden Messen teilgenommen:
• Congress Industrielle Oberflächentechnik:
22.–23. 02. 2005 in Braunschweig
• Hannover Messe: 11.–15. 04. 2005 in Hannover
• Laser Messe: 13.–16. 06. 2005 in München
• Schweißen und Schneiden: 12.–15. 09. 2005 in Essen
• Mikrosystemtechnik: 10.–12.10. 2005 in Freiburg
• Productronica: 15.–18.11. 2005 in München
• Glasbearbeitung mit dem Laser
• Remote Welding
• Auftragsschweißen mit modularem Laserkopf
Congress Industrielle Oberflächentechnik
22.–23. 02. 2005 in Braunschweig
Im Rahmen des Congresses Industrielle Oberflächentechnik hat
das Laser Zentrum Hannover e.V. optische Komponenten die
mit Ionen Strahl Sputter (IBS) –verfahren, IAD Prozessen und
konventionellen Methoden für die Spektralbereich vom VUV bis
MIR hergestellt worden sind ausgestellt.
LASER 2005 World of Photonics
13.–16.06. 2005 in München, Halle B3, Stand 302
Auf der Laser Messe in München präsentierte das LZH ein breites Spektrum seiner Forschungskompetenzen, von der Laserentwicklung über Optikkomponenten bis zur System- und Prozesstechnik. Schwerpunkt der Exponate in diesem Jahr war die
Präzisionsbearbeitung mit dem Laser.
Messen 2005
Mikro- und Nanobearbeitung
Die moderne Lasertechnik ist das Werkzeug für präzise und
reproduzierbare Mikromaterialbearbeitung. Das LZH informierte über die neuesten Entwicklungen in der Lasertechnik im
Hannover Messe
11.–15. 04. 2005 in Hannover, Halle 15, Stand F 34
Auf der Hannover Messe (11.–15. 04. 2005) präsentierte das
Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) den innovativen, produktionsorientierten Einsatz des Lasers, von der Mikrobearbeitung
bis zum Glastrennen. Die verschiedensten Verfahren wie Schneiden, Bohren und Schweißen für unterschiedliche Materialien
wie Eisen- und Nichteisenmetalle, Kunststoffe, Silizium oder
Glas spiegelten die Vielfalt der Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten am LZH wider.
Messebesucher konnten eines der kleinsten Bilder der Welt
(eine nur pixelgroße Grafik mit einer Auflösung von 60.000
DPI) sehen.
Ausstellungsschwerpunkte:
• Lasermikrobearbeitung
• Laserschweißen von Kranauslegern
62
Bereich der Mikro- und Nanomaterialbearbeitung, unter anderem die materialschonende „kalte“ Lasermaterialbearbeitung
mit Femtosekundenlasern oder die Herstellung von kleinsten
Nanopartikeln für Oberflächenbeschichtungen.
Präzision in der Laserentwicklung
Manche Anwendungen, vor allem in der Mikrobearbeitung und
in der Mess- und Medizintechnik, erlangen Laser mit besonderen Spezifikationen. Das LZH entwickelt, konzipiert und konstruiert Laser, die relativ hohe Leistungen mit noch höheren Genauigkeiten kombinieren. Die Kompetenzen des LZH im Bereich der
Laserentwicklung wurden sowohl durch Lasersysteme wie auch
durch Softwaretools auf dem Stand präsentiert.
Optische Beschichtungen für optimale Ergebnisse
Am LZH werden in Zusammenarbeit mit der Industrie optische
Beschichtungen für Anwendungen vom VUV bis zum mittleren
Infraroten Spektralbereich entwickelt und hergestellt. Auch die
Beschichtung von Optiken für Femtosekundenlaser wurde am
LZH-Stand thematisiert, denn nur mit optimierten Optiken ist
die Präzisionsbearbeitung möglich. Daneben wurden am LZH
geeignete Charakterisierungsverfahren für Beschichtungen
konzipiert und optimiert.
• Lasernanobearbeitung
• Lasermikrobearbeitung
• Hochleistungslaser
• Faserlaser
• Fasergekoppelter Festkörperlaser
• Glasbearbeitung mit dem Laser
• Remote Welding
• Laseroptiken
• Dünnschichtfilter
• Laserschweißen von Kranauslegern
• Auftragsschweißen mit modularem Laserkopf
• Handlaser zum Schneiden
Schweißen und Schneiden
12.–17. 09. 2005 in Essen, Halle 9.1, Stand 139
INNOVATIONSFORUM
Während der Internationalen Fachmesse Schweißen & Schneiden 2005 wurde durch die Forschungsvereinigung des DVS ein
Innovationsforum veranstaltet, bei dem rund 30 Forschungsinstitute aktuelle Ergebnisse aus der fügetechnischen Gemeinschaftsforschung vorgestellt haben.
Innovationsforum auf der „Schweißen und Schneiden“
In diesem Rahmen präsentierte das LZH die neuesten Entwicklungen zum Laserstrahlschweißen von Titanwerkstoffen, robotergeführten Remote-Welding, Laser-Durchstrahlschweißen
von thermoplastischen Polymeren sowie zur Erhöhung der Prozessstabilität beim Laserstrahlschweißen durch hochfrequentes
Strahlpendeln. Darüber hinaus wurden innovative Ansätze der
handgeführten Lasermaterialbearbeitung zur Reparatur von
Strukturen aus höherfesten Stahlwerkstoffen im Automobilbau
sowie zum Rückbau kerntechnischer Anlagen vorgestellt.
Im Rahmen eines täglichen Vortragsprogramms hatten Fachleute und interessierte Besucher außerdem die Möglichkeit, die
genannten Themen direkt mit den jeweiligen Wissenschaftlern
zu diskutieren.
Mikrosystemtechnik Kongress und Messe
10.–12.10. 2005 in Freiburg, Stand 09
Die immer größer werdende
Bedeutung der Mikro- und
Nanotechnologie wurde von
BMBF und VDE durch die
erstmalige Veranstaltung des
Mikrosystemtechnik Kongresses und der Mikrosystemtechnik Messe in Freiburg vom 10.
bis 12.10. 2005 Rechnung
getragen. Das LZH präsentierte sich auf einem eigenen Stand
mit Ausstellungstücken aus der Mikro- und Nanotechnologie.
Es zeigte sich, dass die Möglichkeiten der Lasertechnologie
in der Mikrosystemtechnik noch sehr wenig bekannt sind. So
konnte durch Ausstellungsstücke, wie z.B. das Bild Albert Einsteins in µm-Größe, mittels Laser geschrieben Leiterbahnen auf
gekrümmten Oberflächen und Streichhölzer deren Köpfe mit
Laser durchbohrt wurden, bei vielen Besuchern das Interesse
an Laser basierten Bearbeitungsmethoden geweckt werden,
wodurch neue Kontakte entstanden. Besonderes Interesse
zeigte sich im Bereich der Mikrofluidik, wo die 2-Photonen-Polymerisation auf sehr großes Interesse stieß, und in der Biomedizin, in der besonders die Herstellung von neuen Werkzeugen
und die Oberflächenmodifikation mittels Laser in Zukunft eine
wichtige Rolle spielen können.
63
Messen 2005
Präzises Glastrennen mit dem Laser
Mit dem vom LZH entwickelten Glastrennverfahren, das
sogenannte Multiple Laser Beam Absorption Cutting (MLBA
Cutting), kann Glas berührungslos und sauber (ohne SplitterMikrorissbildung) bearbeitet werden. In flexibler Weise können
sowohl dickwandige Gläser als auch Funktionsgläser für die
High-Tech-Branchen mit hohen Kantenqualitäten geschnitten
werden. Eine kontrollierte Rissführung ermöglicht hierbei sogar
das Schneiden komplexer Konturen.
Productronica
15.–18.11. 2005 in München Halle B6,
auf dem Gemeinschaftsstand 3D-MID
Messen 2005
Vom 15.–18. November 2005 fand in München die 16. Internationale Fachmesse zur Elektronik-Fertigung Productronica
2005 statt. Die Erfahrungen der letzten Jahre zeigen, dass die
Teilnahme an Fachmesse wie der Productronica ein gutes Forum
bietet, Produkte und Dienstleistungen der MID-Technologie
für Anwendungen in der Elektronikproduktion zu präsentieren.
Bereits 2003 war am Gemeinschaftsstand ein zunehmender
Trend hin zu interessierten Fachbesuchern mit konkreten Fragestellungen zur MID-Technologie zu verzeichnen. Dies führte zu
einer Reihe an interessanten Projekten.
• Mikrofügen – Projekt JOITEC
• Sonderanlagenbau
• Mikrotechnologie
64
8.
Veranstaltungen
Eröffnung des Erprobungs- und Beratungszentrum
für Lasertechnik (EBZL) in Moskau
der Überwindung von Sprach- wie auch kulturellen Barrieren,
eine russischsprachige Mitarbeiterin im LZH zu haben.
Zum Abschluss der Feierlichkeiten zur Eröffnung des EBZL
erklärte die Bundesforschungsministerin Bulmahn, dass bei
einem Erfolg des Laserzentrums in Moskau die Errichtung weiterer Erprobungs- und Beratungszentren für Lasertechnik denkbar
seien. So könnte das nächste Zentrum in St. Petersburg entstehen.
Bundesministerin für Bildung und Forschung Edelgard Bulmahn mit Professor
Herbert Welling (LZH) bei der Eröffnung des Erprobungs- und Beratungszentren
in der Lasertechnik in Moskau.
Innovation Niedersachsen:
neugierig.05 – Impulse für die Zukunft
Die landesweite Veranstaltungsreihe „neugierig. 05: Mobilität
– Entdecken Sie Neues aus Niedersachsen“ ermöglichte dem
Laser Zentrum Hannover e.V. und drei anderen wirtschaftsnahen
Instituten am 26.09. 2005 in Hannover, ihre aktuellen Arbeitsschwerpunkte und Projekte zum Themenbereich „Mobilität“ vor
einem Fachpublikum zu präsentieren.
Im Rahmen der Veranstaltung wurden dem Auditorium durch
das IPH – Institut für Integrierte Produktion, das Laser Zentrum
Hannover e.V., das Clausthaler Umwelttechnik-Institut und das
Deutsche Institut für Kautschuktechnologie Einblicke in diverse
Formen der Problemlösungen geboten. Wobei gerade die unterschiedlichen Arbeitsschwerpunkte der Institute sich als förderlich im Sinne des Leitsatzes „Von der Forschung in den Markt“
und sich darüber hinaus ergebender fächerübergreifender
Impulse für neue Ideen erwiesen, von denen auch Unternehmen
direkt profitieren können. Die Veranstaltung ist Teil der landesweiten Reihe „neugierig 05“.
65
Veranstaltungen
Als eine Folge der 10-jährigen deutsch-russischen Zusammenarbeit im Bereich der Optischen Technologien wurde am 12.
September 2005 in Moskau das deutsch-russische Erprobungsund Beratungszentrum für Lasertechnik (EBZL), durch die damalige Bundesministerin Edelgard Bulmahn und ihren russischen
Amtskollegen Professor Andrej Fursenko, eröffnet. Der Aufbau
des EBZL erfolgte in einer Rekordzeit von sechs Monaten unter
der Führung der russischen Laserassoziation LAS und des Laser
Zentrum Hannover e.V. (LZH).
Anlässlich der Eröffnung in Moskau betonte Bulmahn ganz
besonders das vorbildliche Engagement der deutschen und russischen Firmen, die sich an den Gesamtkosten von zwei Millionen Euro für das Laserzentrum aktiv beteiligen.
Beide Länder können von dem Laserzentrum in Moskau profitieren. Die russische Seite konzentriert sich in dieser Partnerschaft
auf den Bereich der Grundlagenforschung, wobei die deutschen
Firmen ihren Focus stärker auf Aspekte der Anwendung richten.
Den russischen Unternehmen bietet sich durch die Gründung
des EBZL die Möglichkeit, sich gezielt technologisch sowie wirtschaftlich beraten zu lassen.
Das LZH hat in einem ähnlichen Projekt in Deutschland schon
Erfahrungen gesammelt und kann daher die russischen Kollegen beim Aufbau eines Erprobungs- und Beratungszentrums
unterstützen. Dr.-Ing. Andreas Ostendorf, als Geschäftsführer
des LZH, betont in diesem Zusammenhang: “Ein Technologietransfer soll in beide Richtungen stattfinden“. Darüber hinaus ist
es eine große Hilfe für das EBZL-Projekt gewesen, hinsichtlich
9.
Veröffentlichungen
9.1. Veröffentlichungen 2005
9.1.1.
Abteilung Laserentwicklung
1. Rühl, A.; Hundertmark, H.; Wandt, D.; Fallnich, C.; Kracht, D.:
0.7 W all-fiber Erbium oscillator generating 64 fs wave breakingfree pulses. In: Optics Express 13 (2005) 16, S. 6305–6309
2. Rühl, A.; Engelbrecht, M.; Hundertmark, H.; Weßels, P.;
Wandt, D.; Fallnich, C.: 1 nJ all-fiber 108 MHz mode-locked
Erbium oscillator at 1.56 µm. In: Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO), 22.–27. Mai 2005, Baltimore. S. 1429–1431
3. Frede, M.; Wilhelm, R.; Kracht, D.; Fallnich, C.; Seifert, F.;
Willke, B.: 195 W injection-locked single-frequency laser system.
In: Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO), 22.–27. Mai
2005, Baltimore. S. 1–3
4. Kracht, D.; Wilhelm, R.; Frede, M.; Dupré, K.; Ackermann, L.:
407 W End-pumped Multi-segmented Nd:YAG Laser. In: Optics
Express 13 (2005) 25, S. 10140–10144
5. Engelbrecht, M.; Wandt, D.; Fallnich, C.: Broadly tunable
actively Q-switched ytterbium fiber laser with high repetition
rate. In: Conference on Lasers and Electro-Optics Europe (CLEO),
12.–17. Juni 2005, München. S. 514
Veröffentlichungen
6. Frede, M.; Kracht, D.; Engelbrecht, M.; Fallnich, C.: Compact
high-power end-pumped Nd:YAG laser. In: Optics and Laser
Technology 38 (2005) 3, S. 183–185
12. Kracht, D.; Frede, M.; Freiburg, D.; Wilhelm, R.; Fallnich, C.:
High-power core-doped ceramic Nd:YAG laser. In: Conference on
Lasers and Electro-Optics (CLEO), 22.–27. Mai 2005, Baltimore.
S. 1082–1084
13. Freiburg, D.; Frede, M.; Wilhelm, R.; Kracht, D.; Fallnich, C.:
High-Power End-Pumped Multi-Segmented Nd:YAG Laser. In:
OSA Topical Meeting on Advanced Solid-State Photonics, 6.–9.
Februar 2005, Wien. Beitrag MF49
14. Frede, M.; Wilhelm, R.; Kracht, D.; Fallnich, C.; Seifert, F.;
Willke, B.: High-Power Fundamental Mode Single-Frequency
Laser. In: OSA Topical Meeting on Advanced Solid-State Photonics, 6.–9. Februar 2005, Wien. Beitrag MC2
15. Frede, M.; Wilhelm, R.; Fallnich, C.; Kracht, D.; Seifert, F.;
Willke, B.: High-Power-Laser System for Gravitational Wave
Detection. In: Topical Problems of Nonlinear Wave Physics,
2005, St. Petersburg
16. Kornfeld, A.; Bärsch, N.; Loleit, H.; Ostendorf, A.: Integriertoptisches Miniaturinterferometer zur Positionsmessung von
Mikroaktoren. In: Mikrosystemtechnik-Kongress, 10.–12. Oktober 2005, Freiburg. S. 759–762
7. Kracht, D.; Frede, M.; Wilhelm, R.; Fallnich, C.: Comparison of
crystalline and ceramic composite Nd:YAG for high power diode
end-pumping. In: Optics Express 13 (2005) 16, S. 6212–6216
17. Büttner, L.; Czarske, J.: Investigation of the influence of spatial coherence of a broad-area laser diode on the interference
fringe system of a Mach-Zehnder interferometer for highly spatially resolved velocity measurements. In: Applied Optics 44
(2005) 9, S. 1582–1590
8. Kracht, D.; Frede, M.; Freiburg, D.; Wilhelm, R.; Fallnich, C.:
Diode End-pumped Core-doped Ceramic Nd:YAG Laser. In: OSA
Topical Meeting on Advanced Solid-State Photonics, 6.–9. Februar 2005, Wien. Poster MA5
18. Pfister, T.; Büttner, L.; Czarske, J.: Laser-Doppler-Profilsensor
mit Submikrometerauflösung fuer Drehzahl- und Radiusmessung rotierender Objekte. In: Measurement Science and Technology 16 (2005) 3, S. 627–641
9. Engelbrecht, M.; Korte, F.; Koch, J.; Wandt, D.; Fallnich, C.:
Femtosecond Rapid Prototyping Technique for Patterning of
Lithium Niobate Samples. In: OSA Topical Meeting on Advanced
Solid-State Photonics, 6.–9. Februar 2005, Wien. Poster MB5
19. Arlt, M.; ; Wandt,; Wandt, D.; Weßels, P.; Fallnich, C.: Modelocked Ytterbium-doped fiber ring laser with 16 nJ pulse energy.
In: CLEO Europe, 12.–17. Juni 2005, München. Beitrag CJ3-6MON
10. Adel, P.; Engelbrecht, M.; Wandt, D.; Fallnich, C.: Four-wavemixing suppression in Er3+-fiber amplifiers by backward pumping. In: Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO), 22.–
27. Mai 2005, Baltimore. Beitrag JWB44
20. Czarske, J.; Möbius, J.; Moldenhauer, K.: Mode-locking external-cavity laser-diode sensor for displacement measurements
of technical surfaces. In: Applied Optics 44 (2005) 25, S. 51805189
11. Rühl, A.; Wandt, D.; Fallnich, C.: High power all-fiber modelocked femtosecond Erbium oscillator at 1520 nm with a repetition rate of 108 MHz. In: CLEO Europe, 12.–17. Juni 2005, München. Beitrag CJ3-2-MON
21. Frede, M.; Wilhelm, R.; Kracht, D.; Fallnich, C.: Nd:YAG ring
laser with 213 W linearly polarized fundamental mode output
power. In: Optics Express 13 (2005) 19, S. 7516–7519
66
23. Wilhelm, R.; Freiburg, D.; Frede, M.; Kracht, D.; Fallnich, C.:
Power scaling of diode end-pumped Nd:YAG lasers via multisegmented rods. In: Conference on Lasers and Electro-Optics
(CLEO), 22.–27. Mai 2005, Baltimore. S. 171–173
24. Tröbs, M.; Weßels, P.; Fallnich, C.: Power- and frequency-noise
characteristics of an Yb-doped fiber amplifier and actuators for
stabilization. In: Optics Express 13 (2005) 6, S. 2224–2235
25. Adel, P.; Engelbrecht, M.; Wandt, D.; Fallnich, C.: Resonant
nonlinearity in high-energy Er3+-fiber chirped-pulse-amplifiers.
In: Optics Express 13 (2005) 25, S. 10260–10265
26. Wilhelm, R.; Frede, M.; Freiburg, D.; Kracht, D.; Fallnich, C.:
Thermal Design of Segmented Rod Laser Crystals. In: OSA Topical Meeting on Advanced Solid-State Photonics, 6.–9. Februar,
Wien. Beitrag MB46
9.1.2. Abteilung Laserkomponenten
1. Beermann, N.; Ehlers, H.; Ristau, D.: Ion-source characterization based on an array of retarding field analyzers. In: Advances
in Optical Thin Films II - SPIE 5963, 13.–15. September 2005,
Jena. S. 145–155
2. Curbis, F.; Allaria, E.; Danailov, G.; De Ninno, B.; Diviacco, M.;
Marsi, M.; Trovò, M.; Coreno, S.; Günster, S.; Ristau, D.: Operation
of the European FEL at elettra below 190nm: a tunable laser
source for vuv spectroscopy. In: Proceedings of 27th International Free Electron Laser Conference, 21.–26. August 2005, Stanford. S. Paper Nr. THPP013
3. Ehlers, H.; Groß, T.; Lappschies, M.; Ristau, D.: Optical broadband monitoring of thin film growth. In: Optics and Precision
Engineering 13 (2005) 4, S. 403–412
4. Günster, S.; Ristau, D.; Trovó, M.; Danailov, M.; Gatto, A.;
Kaiser, N.; Sarto, F.; Piegari, A.: Deposition of robust multilayer
mirror coatings for Storage Ring FEL lasing at 176 nm. In:
Advances in Optical Thin Films II – SPIE 5963, 13.–15. September 2005, Jena. S. 623-631
5. Günster, S.; Görtz, B.; Ristau, D.; Quesnel, E.; Ravel, G.; Trovó,
M.; Danailov, M.: IBS deposition of dense fluoride coatings for
the vacuum ultraviolet free electron laser. In: Advances in Optical Thin Films II – SPIE 5963, 13.–15. September 2005, Jena. S.
156–166
6. Janicki, V.; Lappschies, M.; Görtz, B.; Ristau, D.; Schallenberg,
U.; Stenzel, O.; Kaiser, N.: Comparison of gradient index and classical designs of a narrow band notch filter. In: Advances in Optical Thin Films II, SPIE Vol. 5963, Oktober 2005
7. Jupé, M.; Jensen, L. S.; Starke, K.; Ristau, D.; Melninkaitis, A.;
Sirutkaitis, V.: High-resolution video-based inspection method
for LIDT investigations of thin-disc laser crystals. In: Advances
in Optical Thin Films II – SPIE 5963, 13.–15. September 2005,
Jena. S. 583-593
8. Kadkhoda, P.; Mädebach, H.; Ristau, D.: Angle resolved scatter measurements on optical components. In: Optical Fabrication, Testing and Metrology II. SPIE Vol. 5965, 12.–16. September 2005, Jena. S. 369–377
9. Kadkhoda, P.; Mädebach, H.; Ristau, D.: Spectral and angle
resolved scatter investigation on optical functional surfaces and
particles. In: 37th Annual Symposium on Optical Materials for
High Power Lasers. SPIE Vol. 5991, 19.–21. September 2005,
Boulder, CO. S. 129–137
10. Lappschies, M.; Görtz, B.; Ristau, D.: Optical monitoring of
rugate filters. In: Advances in Optical Thin Films II. SPIE Vol.
5963, 13.–15. September 2005, Jena. S. 547–555
11. Mero, M.; Clapp, B.; Jasapara, J.; Rudolph, W.; Ristau, D.;
Starke, K.; Kruger, J.; Martin, S.; Kautek, W.: On the damage behavior of dielectric films when illuminated with multiple femtosecond laser pulses. In: Optical Engineering 44 (2005) 5, S. 511071-7
12. Mero, M.; Liu, J.; Rudolph, W.; Ristau, D.; Starke, K.: Scaling
laws of femtosecond laser pulse induced breakdown in oxide
films. In: Physical Review B 71 (2005) 11, S. 115109-1-7
13. Ristau, D.: Beschichtete Laserkomponenten: Herstellung,
Charakterisierung und Optimierung. In: OTTI-Profiforum ‚Schichten auf Glas‘, 05.-06. April 2005, Würzburg
14. Ristau, D.; Groß, T.: Ion beam sputter coatings for laser technology. In: Advances in Optical Thin Films II. SPIE Vol. 5963,
13.–15. September 2005, Jena. S. 315–326
15. Ristau, D.: Ionenstrahl-Sputtering. In: OTTI-Profiforum ‚Die
Vielfalt von Beschichtungen‘, 08.–09. Juni 2005, Regensburg
16. Ristau, D.: Ionenstrahl-Sputtering. In: DGM Fachausschuss
„Dünne Schichten für industrielle Anwendungen‘‘, 28.–29. Juni
2005, Wien
17. Ristau, D.: Standardisation in optical coating characterisation. In: Optics and Precision Engineering 13 (2005) 4, S. 435–
453
67
Veröffentlichungen
22. Tröbs, M.; Weßels, P.; Fallnich, C.: Phase-noise properties of
an ytterbium-doped fiber amplifier for the laser Interferometer
space antenna. In: Optics Letters 30 (2005) 7, S. 789–791
18. Starke, K.; Ristau, D.: Charakterisierung von Laseroptiken für
die Femtonik. In: Laser Technik Journal (2005) 4, S. 76–81
19. Starke, K.; Blaschke, H.; Jupé, M.; Lappschies, M.; Ristau, D.:
Modern Topics in Standardized Laser-Induced Damage Threshold Measurements. In: Optical Fabrication, Testing and Metrology II. SPIE Vol. 5965, 12.–16. September 2005, Jena. S. 105–
115
20. Zukauskas, A.; Melininkaitis, A.; Sirutkaitis, V.; Starke, K.;
Ristau, D.: Nonlinear absorption of ultrashort pulses in HR dielectric mirrors. In: 37th Annual Symposium on Optical Materials
for High Power Lasers. SPIE Vol. 5991, 19.–21. September 2005,
Boulder, CO
9.1.3. Abteilung Produktions- und Systemtechnik
1. Block, B.; Samm, K.; Siegel, F.: Werkzeuge erhalten durch
Lasertechnik den letzten Schliff. In: phi – Produktionstechnik
Hannover Informiert 6 (2005) 1, S. 8–9
2. Büsching, C.: Trennen von Glaswerkstoffen: Licht statt
Schneiden. In: Glaswelt 58 (2005) 7, S. 21–22
3. Gollapudi, S.; Otte, F.; Temme, T.; Stute, U.: Wettability modification on polymer surfaces using UV laser radiation. In: Laser
precision microfabrication LPM, 4.–8. April 2005, Williamsburg.
S. 171–176
4. Hesse, T.: Verbesserte Laserschweißnähte in der Automobilindustrie. In: phi – Produktionstechnik Hannover Informiert
(2005) 2, S. 16–17
Veröffentlichungen
5. Masur, M.; Liébana, F.; Stute, U.: An automatic cost calculation system for 3-d laser cutting based on characteristic numbers. In: 11th International Conference on Sheet Metal. SheMet
‚05, 5.–8. April 2005, Erlangen-Nürnberg. S. 825–830
6. Ostendorf, A.; Stute, U.; Büsching, C.: Cutting of Flat Glass
and Laminated Glass by Solid-State Lasers. In: Glass Processing
Days, 17.–20. Juni 2005, Tampere
7. Ostendorf, A.; Stute, U.; Meyer, F.: Highly flexible fabrication
of micro-sensor parts by uv-laser direct write thin-film structuring with high repetition 4 omega diode pumped solid state
lasers. In: Lasers in Manufacturing – Third International WLTConference, 13.–16. Juni 2005, München. S. 505–508
8. Ostendorf, A.; Stute, U.; Meyer, F.: Highly flexible fabrication
of micro-sensor parts by uv-laser direct write thin-film structuring with high repetition 4 omega diode pumped solid state
lasers. In: 5th Internat. Conf. of the Europ. Soc. for Precision
Engineering and Nanotechnology – EUSPEN, 8.–11. Mai 2005,
Montpellier. S. 113–116
9. Richter, L.: Fügen und Formen von Rohrgläsern mittels CO2Laserstrahlung. In: 79. Glastechnische Tagung, 24.–25. Mai
2005, Würzburg. S. CD-ROM
10. Schoonderbeek, A.; Bärsch, N.; Klug, U.; Otte, F.; Siegel, F.;
Stute, U.: Laser Processing of Materials in Micro System Technology. In: Mikrosystemtechnik Kongress, 10.–12. Oktober 2005,
Freiburg. S. 585–588
11. Siegel, F.; Klug, U.; Temme, T.: Einsatzpotential von Kurzpulslasern in der Mikromaterialbearbeitung und Mikrosystemtechnik. In: Rationelle Fertigung in der Mikrotechnik, Workshop,
EFDS Europ. Forschungsges. Dünne Schichten, 25. Oktober
2005, Chemnitz. S. 1–11
12. Stute, U.; Büsching, C.; Haupt, O.: Substitution of conventional glass cutting by laser technology. In: Verre 11 (2005) 6, S.
30–34
13. Temme, T.; Ostendorf, A.; Stute, U.: Coincident multi-wavelength irradiation of polymers with UV and VUV laser. In: LASE
– Photon Processing in Microelectronics and Photonics IV, 22.–
27. Januar, San Jose. S. 231–239
14. Temme, T.; Otte, F.; Vauchaud, V.; Osterholt, G.: Mikrostrukturierte Faseroptiken für aktive Fußgängerschutzsysteme. In:
Inno Innovative Technik – Neue Anwendungen 10 (2005) 32, S.
16–17
15. Tönshoff, H.; Stute, U.; Otte, F.; Meyer, F.; Gollapudi, S.: Microstructuring of thin film nano-coatings and modification of functional surfaces by UV-laser radiation. In: 5th International Conference THE Coatings, 5.–7. Oktober 2005, Chalkidiki, Greece. S.
217–227
9.1.4. Abteilung Werkstoff- und Prozesstechnik
1. Bach, F. W.; Meier, O.; Bunte, J.; Harley, K.: Serielle induktive
Nachwärmung beim Laserstrahlschweißen von Tailored Blanks.
In: Werkstoffe, Verfahren, Konzepte – 5. Industriekolloquium
des SFB 362, 23.–24. November 2005
2. Bach, F. W.; Hassel, T.; Huang, J.; Haferkamp, H.; Bunte, J.;
Block, B.: Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von
Schweißverbindungen an Titanwerkstoffen. Abschlußbericht,
AiF-Nr.: 13.137 N / DVS-Nr.: 01.037. Düsseldorf, Forschungsvereinigung Schweißen und verwandte Verfahren e.V., 2005
68
13. Bunte, J.; Barcikowski, S.; Burmester, T.; Püster, A.; Hertwig,
A.; Kautek, W.; Krüger, J.; Martin, S.; Spielmann, C.; Lenner, M.;
Brose, M.: Sicherer Umgang mit Ultrakurzpuls-Lasern Teil 2. In:
Laser Magazin (2005) 4, S. 13–18
4. Becker, H.; Ostendorf, A.; Stippler, P.; Matteazzi, P.: Laser
micro fabrication. In: Lasers in Manufacturing – Third International WLT-Conference, 13.-16. Juni 2005, München. S. 849–853
14. Czerner, S.; Becker, H.; Ostendorf, A.; Stippler, P.; Matteazzi,
P.: New possibilities by direct laser micro sintering for micro
system technology components using nanophased powders. In:
AMST‘05, Advanced Manufacturing Systems and Technology,
7th Int. Conference, 9.–10. Juni 2005, Udine. S. 427–436
5. Becker, H.; Czerner, S.; Ostendorf, A.; Stippler, P.; Matteazzi,
P.: Technology improvements for micro scale laser sintering. In:
Opto-Ireland 2005. SPIE Vol. 5827, 4.–6. April 2005, Dublin. S.
467–474
15. Deutschmann, M.: Prozeßsicher zum Erfolg. In: Form und
Werkzeug (2005) 3, S. 52–53
6. Berend, O.; Haferkamp, H.; Meier, O.; Engelbrecht, L.: Highfrequency beam oscillating to increase the process stability
during laser welding with high melt pool dynamics. In: ICALEO
2005, Miami, FL. Paper Nr. 2206
16. Engelbrecht, L.; Meier, O.; Ostendorf, A.; Haferkamp, H.:
Lasergelötete Stahl-Aluminium-Verbindungen für zukünftige
Leichtbauapplikationen. In: Strategiekonzepte für den hybriden
Leichtbau, Congress Intelligente Leichtbau Systeme, 7. September 2005, Hildesheim
7. Berend, O.: Hochfrequentes Strahlpendeln zur Erhöhung der
Prozessstabilität beim Laserstrahlschweißen mit hoher Schmelzbaddynamik. In: DVS-Innovationsforum, Schweißen und Schneiden 2005, 12.–14. September 2005, Essen
17. Fargas, M.; von Busse, A.; Bunte, J.: Flow field analysis during
quasi-simultaneous welding of thermoplastics. In: Proceedings
Annual Technical Conference ANTEC, 1.–5. Mai 2005, Boston,
USA. S. 1044–1048
8. Block, B.; Haferkamp, H.; Bach, F. W.; Hassel, T.; Huang, J.;
Ostendorf, A.; Meier, O.; Bruns, C.: Einfluss von Carbidpulvern
als Impfmittel und einer mechanisch-thermischen Nahtnachbehandlung auf Gefüge und mechanische Eigenschaften von
Schweißnähten an Titan. In: Schweißen & Schneiden 57 (2005)
8, S. 366–372
18. Fargas, M.; von Busse, A.; Bunte, J.: Laser material micro-processing of shape memory alloys. In: Smart Sensors, Actuators,
and MEMS II. SPIE Vol. 5836, 9.–11. Mai 2005, Sevilla. S. 162–
170
9. Block, B.; Haferkamp, H.; Ostendorf, A.; Meier, O.; Huang, J.;
Hassel, T.; Bruns, C.: Laser welding of titanium combines with a
subsequent thermo-mechanical treatment. In: Lasers in Manufacturing – Third International WLT-Conference, 13.–16. Juni
2005, München. S. 209-218
10. Block, B.; Cordini, P.; Haferkamp, H.; Ostendorf, A.; Meier, O.:
Neue Entwicklungen zum Laserstrahlschweißen von Schienenfahrzeugstrukturen aus Stahl. In: 6. Fachtagung ‚Fügen und Konstruieren im Schienenfahrzeugbau‘, 11.–12. Mai 2005, Halle. S.
68–73
11. Boese, B.; Meier, O.; Schmid, C.; Wibbeke, T. M.: Reparaturkonzepte mit handgeführten Lasersystemen an Fahrzeugkarosserien aus Stahl. In: Schweißen und Schneiden 2005; Große
Schweißtechnische Tagung, 12.–14. September 2005, Essen. S.
401–408
12. Bunte, J.; Barcikowski, S.; Burmester, T.; Püster, A.; Hertwig,
A.; Kautek, W.; Krüger, J.; Martin, S.; Spielmann, C.; Lenner, M.;
Brose, M.: Sicherer Umgang mit Ultrakurzpuls–Lasern Teil 1. In:
Laser Magazin (2005) 2, S. 6–11
19. Fargas, M.; von Busse, A.; Bunte, J.; Meier, O.: Lasergepulster
Reinwasserstrahl zur Erhöhung der Abtragsleistung. In: Laser
Magazin (2005) 5, S. 9–12
20. Fargas, M.; von Busse, A.; Bunte, J.; Meier, O.; Ostendorf, A.:
Strategies for reduction of processing time in micro-machining
of shape memory alloys using ultrashort-pulsed lasers. In: 6th
International Symposium on Laser Precision Microfabrication
(LPM 2005), 4.–8. April 2005 , Williamsburg, VA
21. Fenske, A.: Ohne Verzug – Das Laserstrahllöten von Hartmetallschneiden an Kreissägeblätter spart Nacharbeit und erhöht
die Festigkeit. In: MM-Maschinenmarkt (2005) 10, S. 30–31
22. Haferkamp, H.; Ostendorf, A.; Meier, O.; Deutschmann, M.:
Capabilities of wear reduction of tools by laser dispersing. In:
Lasers in Manufacturing – Third International WLT-Conference,
13.–16. Juni 2005, München. S. 389–391
23. Haferkamp, H.; Bunte, J.; Deutschmann, M.; Becker, H.;
Müller, R.: Ceramic-metal-composite-layers by dispersing – capabilities for metal forming and casting. In: Interceram 54 (2005)
6, S. 392–395
69
Veröffentlichungen
3. Becker, H.; Stippler, P.; Czerner, S.; Ostendorf, A.; Matteazzi,
P.: Gradient components made by micro sintering in combination with micro scale nano phased powders. In: LPM 2005 – 6th
International Symposium on Laser Precision Microfabrication,
4.–8. April 2005, Williamsburg, VA
24. Haferkamp, H.; Bunte, J.; Berend, O.: Innovatives lasergestütztes Handbearbeitungsverfahren zum Schweißen von nicht
rostenden Edelstählen. Hannover, 2005. Forschung für die
Praxis, Bd. P 429
25. Haferkamp, H.; Ostendorf, A.; Meier, O.; Engelbrecht, L.;
Fenske, A.: Laserstrahllöten von Stahl, Aluminium und Magnesium zur Herstellung von Tailored Hybrid Blanks. In: Fügen mit
minimaler Grundwerkstoffbeeinflussung (JOIN-TEC 2), 22.–23.
Februar 2005, Halle, Saale. S. 5–9
35. Meier, O.; Haferkamp, H.; Ostendorf, A.; Bormann, A.: Induction assisted laser beam welding of high strength steel sheets.
In: ICALEO 2005, Miami, FL. Paper Nr. 2202
26. Haferkamp, H.; Fenske, A.; Meier, O.; Drygalla, M.; Engelbrecht, L.; Block, B.: Lasertechnologie in der Blechbearbeitung.
In: Metall 59 (2005) 5, S. 14–20
36. Ostendorf, A.; Meier, O.; Engelbrecht, L.; Haferkamp, H.: Herstellung von Tailored Hybrid Blanks durch Laserstrahllöten mit
Zinkbasisloten. In: 1. Berichtskolloquium der Forschergruppe
505 – Hochleistungsfügetechnik für Hybridstrukturen, 22.
November 2005, Hannover. S. 7–19
27. Haferkamp, H.; Bunte, J.; Engelbrecht, L.: Material characterisation for laser-assisted sheet metal hydroforming. In: MPMD
Sixth Global Innovations Proceedings. Trends in Materials and
Manufacturing Technologies for Transportation Industries and
Powder Metallurgy, 13.–17. Februar 2005, San Francisco. S.
83–88
37. Ostendorf, A.; Bunte, J.; von Busse, A.; Paschko, S.; Fargas,
M.: Laser-Based Thermal Forming of Shape Memory Alloy Components. In: Proceedings of the IWOTE ‚05, 13.–14. April 2005,
Bremen. S. 55–62
28. Haferkamp, H.; Meier, O.; Boese, B.; Schmid, C.: Reparatur
von Fahrzeugkarosseriestrukturen mit handgeführten Lasersystemen. In: Mechanisches Fügen und Kleben. 12. Paderborner
Symposium Fügetechnik, 23.–24. November 2005, Paderborn.
S. 161–172
29. Haferkamp, H.; Bunte, J.; Cordini, P.; Meier, O.: Verbindungsschweißen hochfester Stahlfeinbleche. Düsseldorf : Forschungsvereinigung Stahlanwendung, 2005. Forschung für die Praxis,
Bd. P 526
30. Harley, K.; Meier, O.; Engelbrecht, L.: Laserforschung orientiert sich am Bedarf der Praxis. In: Blech in Form (2005) 2, S.
34–37
31. Hauschild, L.: Mit Keramikpartikeln besser abschneiden. In:
Photonik 37 (2005) 6, S. 16
Veröffentlichungen
34. Matteazzi, P.; Czerner, S.; Becker, H.; Stippler, P.; Ostendorf,
A.: Direct laser micro sintering using nanophased microscale
powders. In: Euro-u Rapid, 6th Int. User‘s Conference on Rapid
Prototyping & Rapid Tooling & Rapid Manufacturing, 10.–12.
Mai 2005, Leipzig. S. A1/4
32. Hohenhoff, G.; Haferkamp, H.; Ostendorf, A.; Meier, O.; Czerner, S.; Stukenborg- Colsmann, C.; Ostermeier, S.; Hurschler, C.:
Implant Prototyping by Laser Cladding and Foaming. In: Euro-u
Rapid, 6th Int. User‘s Conference on Rapid Prototyping & Rapid
Tooling & Rapid Manufacturing, 10.–12. Mai 2005, Leipzig. S.
B6/4
33. Hohenhoff, G.; Haferkamp, H.; Ostendorf, A.; Meier, O.; Czerner, S.; Stukenborg- Colsmann, C.; Ostermeier, S.; Hurschler, C.:
Laser-induced Titanium Foaming for Biomedical Applications.
In: Euromat, 5.–9. September 2005, Prag
70
38. Püster, T.; Berend, O.; Drygalla, M.; Ostendorf, A.; Brose, M.:
Safety requirements for hand-held laser processing devices
– current status of ISO 11553-2. In: International Laser Safety
Conference – ILSC, 7.–10. März 2005, Marina del Ray, California. S. 260–268
39. Stippler, P.; Czerner, S.; Ostendorf, A.; Meier, O.; Matteazzi,
P.: Direct Micro laser cladding with microscale nanophased
powders. In: Proceedings of the 24th International Congress on
Applications of Lasers & Electro-Optics, 31. Oktober – 3. November 2005, Miami. S. P512
40. Tönshoff, H. K.; Bunte, J.; Meier, O.; Engelbrecht, L.: Deformation Behaviour of Sheet Metals in Laser-Assisted Hydroforming Processes. In: SheMet ‚05. 11th International Conference
on Sheet Metal, 5.–8. April 2005, Erlangen. S. 361–368
41. Tönshoff, H.; Meier, O.; Engelbrecht, L.: Extended forming
limits using laser-assisted hydroforming. In: Steel Research
International 76 (2005) 12, S. 920–924
42. von Busse, A.; Meier, O.; Haferkamp, H.: Online-Qualitätskontrollsystem für das Laserdurchstrahlschweißen von thermoplastischen Kunststoffen. In: Der Praktiker (2005) 11, S. 322–324
43. von Busse, A.; Fargas, M.; Bunte, J.: Optimization of laser
transmission welding of polymers using thermography. In: Proceedings of the Annual Technical Conference ANTEC, 1.–5. Mai
2005, Boston, USA. S. 1014–1018
44. von Busse, A.; Fargas, M.; Meier, O.; Herzog, D.: Process monitoring using direct visualisation of the weld seam for laser transmission welding of plastics. In: Lasers in Manufacturing – Third
International WLT-Conference, 13.–16. Juni 2005, München. S.
149–154
10. Egbert, A.; Becker, S.; Chichkov, B.; Hinze, U.: Compact EUV
source for at-wavelength metrology. In: Microlithography World
14 (2005) 3, S. 1–2
9.1.5. Querschnittsbereich Nanotechnologie
12. George, S.; Barcikowski, S.; McIntyre, C.; Fuentes, D.; Sattari,
R.; Sestak, S.: Enhancement of the capability of the laser micropyrolysis GC-MS technique. In: 22nd International Meeting
on Organic Geochemistry (IMOG), 12.–16. September 2005,
Sevilla. Poster #61
2. Barcikowski, S.; Bärsch, N.; Hustedt, M.; Sattari, R.; Ostendorf, A.: Continuous production and online-characterization of
nanoparticles from ultrafast laser ablation and laser cracking.
In: 24th International Conference on Applications of Lasers
and Electro-Optics (ICALEO), 31. Oktober – 3. November 2005,
Miami, FL. S. 81–87
3. Barcikowski, S.; Chichkov, B.: Femtosecond laser generation
of nanoparticles in gases and liquid media. In: Russian-German
Laser Symposium, 30. September – 4. Oktober 2005, Nizhny
Novgorod, Russland. S. 18–19
4. Barcikowski, S.; Bärsch, N.; Ostendorf, A.: Generation of
nanoparticles during laser ablation – risk assessment of nonbeam hazards during laser cleaning. In: Lasers in the Conservation of Artworks (LACONA VI), 21.–25. September 2005, Wien.
S. 105
5. Barcikowski, S.; Bärsch, N.; Hustedt, M.; Sattari, R.: New
methods for continuous production of customized nanoparticles
using laser radiation. In: NanoEurope, 13.–15. September 2005,
St. Gallen. CD-ROM
6. Bärsch, N.; Barcikowski, S.: Laser a femtosecondi per applicazioni dentali. In: Applicazioni Laser (2005) 3, S. 11–12
7. Bärsch, N.; Werelius, K.; Barcikowski, S.; Liebana, F.; Stute, U.;
Ostendorf, A.: Microshaping of densely sintered zirconia ceramic
using femtosecond lasers. In: 24th International Congress on
Applications of Lasers & Electro-Optics (ICALEO), 31. Oktober
– 3. November 2005, Miami, FL. S. 375–384
8. Bärsch, N.; Sattari, R.; Barcikowski, S.; Chichkov, B.: Nanoparticle risk assessment on the basis of laser-generated samples. In:
EuroNanoForum, 6.–9. September 2005, Edinburgh, UK. S. 104
9. Bauer, T.; Barcikowski, S.; Bärsch, N.; Chichkov, B.: Bio-manufacturing: Laser-based manufacturing of bioactive scaffolds. In:
Nanomat – 6. Szene, Poster-Session, 7.–8. April 2005, Karlsruhe
13. Hinze, U.; Egbert, A.; Chichkov, B.: Applications of an electron-based EUV source: table-top grazing incidence reflectometer and imaging with a Schwarzschild objective. In: Emerging
Lithographic Technologies IX – SPIE Vol. 5751, 1.–3. März 2005,
San José, CA. S. 715–720
14. Hinze, U.; Chichkov, B.: Ultrashort electron-based EUV and
hard x-ray source. In: Emerging Lithographic Technologies IX
– SPIE Vol. 5751, 1.–3. März 2005, San José, CA. S. 808–814
15. Houbertz, R.; Schulz, J.; Serbin, J.; Chichkov, B. N.: Schnelle
Herstellung photonischer Kristalle: Echtzeit-3D-Lithographie
mit Hybridpolymeren. In: Physik in unserer Zeit 36 (2005) 6, S.
278–285
16. Hustedt, M.; Busse, A. v.; Barcikowski, S.; Bunte, J.; Haferkamp, H.: Refinement of polymer surfaces by laser dispersion of
ceramic micro- and nanoparticles. In: Lasers in Manufacturing
– Third International WLT-Conference, 13.–16. Juni 2005, München. S. 489–494
17. Koch, J.; Korte, F.; Chichkov, B.: Direct-write sub-wavelength
surface texturing with femtosecond laser pulses. In: Lasers in
Manufacturing – Third International WLT-Conference, 13.–16.
Juni 2005, München. S. 481–482
18. Koch, J.; Korte, F.; Fallnich, C.; Ostendorf, A.; Chichkov, B. N.:
Direct-write subwavelength structuring with femtosecond laser
pulses. In: Optical Engineering 44 (2005) 5, S. 51103-1-5
19. Koch, J.; Korte, F.; Bauer, T.; Fallnich, C.; Ostendorf, A.; Chichkov, B. N.: Nanotexturing of gold films by femtosecond laserinduced melt dynamics. In: Applied Physics A 81 (2005) 2, S.
325–328
20. Korte, F.; Kamlage, G.; Klug, U.: Ultrakurzpulslaser – Avantgarde der Mikrotechnik. In: Mikroproduktion (2005) 2, S. 22–
24
71
Veröffentlichungen
1. Barcikowski, S.; Bauer, T.; Bärsch, N.; Chichkov, B.: Bio-manufacturing: Laserbasierte Erzeugung bioaktiver Trägerstrukturen.
In: Surfaces and Interfaces – Engineering at the Nanoscale, 7.–
9. März 2005, Frankfurt am Main. S. 50–51
11. Engel, M.; Barcikowski, S.: Ölsuche mit dem Laser. In: ‚Forschung aktuell‘, 18. August 2005, Deutschlandfunk
21. Ostendorf, A.; Klug, U.; Kamlage, G.; Siegel, F.; Korte, F.; Chichkov, B. N.: Anwendungen von fs- und ps-Lasern in der Materialbearbeitung. In: Laser in der Elektronikproduktion & Feinwerktechnik, LEF 8, 28. Februar – 1. März 2005, Bamberg. S. 83–92
3. Breitenfeld, P.; Ripken, T.; Lubatschowski, H.: Finite element
method-simulation of the human lens during accommodation.
In: Therapeutic Laser Applications and Laser-Tissue Interactions II – SPIE 5863, August 2005, München. S. 1–9
22. Ostrowski, R.; Marczak, J.; Strzelec, M.; Barcikowski, S.; Walter,
J.; Ostendorf, A.: Health risks caused by particulate emission
during laser cleaning. In: Lasers in the Conversation of Artworks
(LACONA VI), 21.–25. September 2005, Wien. S. 104
4. Heisterkamp, A.; Maxwell, I.; Kumar, S.; Underwood, J.;
Nickerson, J.; Ingber, D.; Mazur, E.: Nanosurgery in live cells using
ultrashort laser pulses. In: Optical Interactions with Tissue and
Cells XVI – SPIE 5695, 22.–26. Januar 2005, San José, CA. S.
230–235
23. Ovsianikov, A.; Passinger, S.; Reinhardt, C.; Chichkov, B. N.:
Micro- and nanostructuring by two-photon illumination of photosensitive materials. In: Laser in Manufacturing – Third International WLT-Conference, 13.–16. Juni, München. S. 867
24. Sattari, R.; Barcikowski, S.; Ostendorf, A.: Intelligent control
of fumes during laser processing of non-metallic materials. In:
Expo Laser 2005, 18. November 2005, Piacenza, Italy
25. Sattari, R.; Barcikowski, S.; Püster, T.; Ostendorf, A.; Haferkamp, H.: Intelligent low-cost system for fume control during
laser material processing. In: International Laser Safety Conference – ILSC, 7.–10. März 2005, Marina del Rey, California. S.
269–278
26. Tanabe, T.; Fumihiko, K.; Korte, F.; Koch, J.; Chichkov, B.: Influence of spatiotemporal coupling induced by an ultrashort laser
pulse shaper on a focused beam profile. In: Applied Optics 44
(2005) 6, S. 1092–1098
Veröffentlichungen
27. Tikhomirov, V.; Seddon, A.; Koch, J.; Wandt, D.; Chichkov,
B.: Fabrication of buried waveguides and nanocrystals in Er3+doped oxyfluoride glass. In: Physica Status Solidi (A) 202 (2005)
7, S. R73–R75
28. Walter, J.; Barcikowski, S.; Haferkamp, H.: Anwendung der
Lasertechnik für Messungen von Strömungen und Transportprozessen in der Natur und im GWK. In: 5. FZK-Kolloquium, Seegang, Küstenschutz und Offshorebauwerke, 8. März 2005, Hannover. S. 141–148
9.1.6. Querschnittsbereich Lasermedizin/Biophotonik
1. Arnold, C.; Heisterkamp, A.; Ertmer, W.; Lubatschowski, H.:
Numerical calculation of nonlinear ultrashort laser pulse propagation in water. In: Commercial and Biomedical Applications of
Ultrafast Lasers V – SPIE 5714, 24.–27. Januar 2005, San José.
S. 126–137
2. Arnold, C.; Heisterkamp, A.; Ertmer, W.; Lubatschowski, H.:
Streak formation as side effect of optical breakdown during processing the bulk of transparent Kerr media with ultra-short laser
pulses. In: Applied Phsyics B 80 (2005) 2, S. 247–253
72
5. Heisterkamp, A.; Maxwell, I.; Mazur, E.; Underwood, J.;
Nickerson, J.; Kumar, S.; Ingber, D.: Pulse energy dependence of
subcellular dissection by femtosecond laser pulses. In: Optics
Express 13 (2005) 10, S. 3690–3696
6. Lubatschowski, H.: Sehendes Skalpell : OCT-kontrollierte
Mikrochirurgie mit ultrakurzen Laserpulsen. In: Laser Technik
Journal (2005) 4, S. 63–66
7. Ripken, T.; Oberheide, U.; Ziltz, C.; Ertmer, W.; Gerten, G.;
Lubatschowski, H.: Fs-laser induced elasticity changes to
improve presbyoptic lens accommodation. In: Ophthalmic Technologies XV – SPIE 5688, 22.–25. Januar 2005, San José, CA. S.
278–287
8. Schumacher, S.; Sander, M.; Döpke, C.; Gröne, A.; Ertmer,
W.; Lubatschowski, H.: Investigation of retinal damage during
refractive eye surgery. In: Ophthalmic Technologies XV – SPIE
5688, 22.–25. Januar 2005, San José, CA. S. 268–277
9.1.7.
Stabsbteilung
1. Wolkenhauer, K.: Eine OPL zwischen Lasern und Lesern – Die
Bibliothek des Laser Zentrums Hannover e.V. In: 94. Deutscher
Bibliothekartag, 15. – 18. März 2005, Düsseldorf
2. Bödecker, O.; Nowitzki, K. D.: International linking of
research and development on the model of Laser Centre Hanover. In: International Congress on Applications of Lasers & Electro-Optics – ICALEO 2005, 31. Oktober – 3. November 2005,
Miami, FL. S. 364–369
3. Bödecker, O.; Nowitzki, K. D.: International linking of research
and development on the model of Laser Centre Hanover. In:
Ninth Conference on Education and Training in Optics and Photonics – ETOP, 24. – 27. Oktober, Marseille. Paper Nr. 104
9.2. Pressemitteilungen
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Scheibenlaser ermöglichen flexibles, schnelles 3D-Trennen
Turbulenz mit Profilsensor messen
Neuer Abteilungsleiter am Laser Zentrum Hannover e.V.
On-line-Qualitätskontrollsystem für das Laserschweißen
von Thermoplasten
ICACOST: Kostenkalkulationssoftware für 3D-Laserschneiden
Laser Zentrum Hannover e.V. auf der Hannover Messe 2005
Einzigartig – „Laserdrucker“ mit 240.000 DPI
Kunstausstellung in der Miniaturgalerie – Das LZH lässt
Kinderzeichnungen auf 500 x 500 Mikrometer schrumpfen
Glasscheiben lassen sich extrem durchbiegen dank
Lasertechnik
Neues LZH Spin-off Unternehmen spezialisiert sich auf
Mikrobearbeitung
„Wenn Präzision zählt“: Das LZH auf der Laser Messe in
München
Leiterbahnen auf gekrümmten Oberflächen
Auf Ölsuche mit dem Laser
Laserstrahllöten für Leichtbau in der Automobilindustrie
Auf dem Weg zum schmerzfreien Zahnarztbesuch
Erkrankungen der Stimmbänder mit Infrarotlicht erkennen
Schneidendes Lasermikroskop ermöglicht Nanochirurgie
LZH ermöglicht Betrieb des Freien Elektronen Lasers (FEL)
Charakterisierung von Optiken für fs-Laser
• Laser-MSG-Hybridschweißen soll den Kranbau
leichter machen
• Robotergeführtes Remote-Schweißen: Schnell und
flexibel Schweißen
• Laserstrahlpendeln stabilisiert Tiefschweißprozesse
• Neue „Laserverbindung“ zwischen Hannover und Moskau
• Erster Preis für den Laser-Dissertation über Holzschneiden
mit dem Laser von der Stiftung Industrieforschung prämiert
• Adaptive CAD-Modelle zur Kompensation von
Formabweichungen
• Lasergesinterte Mikrowerkzeuge für die Kunststoffindustrie
• Hybridschweißen für anspruchsvolle Schweißnähte
• Kompaktes fs-Faserlasersystem mit hoher Ausgangsleistung
• Neuer Abteilungsleiter am Laser Zentrum Hannover e.V.
• Laser-Summerschool 2006 in Hannover
• Abtragen mit lasergepulsten Wasserstrahlen
Pressemitteilungen 2001–2005
Veröffentlichungen
Das LZH hat im Jahr 2005 31 Kurztexte in Form von Pressemitteilungen an die Fachpresse im In- und Ausland verschickt. 2005
wurden diese Texte in ca. 420 Kurzartikeln in der Presse veröffentlicht. Die Themen der Pressemitteilungen 2005 waren:
73
10. Technische Ausstattung
10.1. Sonderinvestitionen durch das Land Niedersachsen
Seit ihrer Entdeckung hat die Lasertechnologie einen unaufhaltsamen Siegeszug angetreten, und angelaufene Jahrhundert wird
als das des Photons bezeichnet. Heutzutage gibt es kaum einen
Technologiebereich, der nicht auf die Lasertechnik und deren
weitere Fortschritte angewiesen wäre. Prominente Beispiele für
den Laser als Schrittmacher in innovativen Zukunftstechnologien finden sich in der industriellen Materialbearbeitung, in der
Halbleiterlithographie und insbesondere in den Lebenswissenschaften, die in der modernen Gesellschaft Europas zunehmend
an Bedeutung gewinnen und ein wesentliches Potential für die
europäische Wirtschaftskraft bieten. Durch eine intensive und
vorausschauende nationale Forschungspolitik, die von den Bundesländern zu einem erheblichen Anteil mit getragen wird, hat
Deutschland in den letzten Jahren eine weltweite Führungsposition in der Lasertechnik errungen. Dieser Erfolg ist im hohen
Maße auch auf die Investitionskraft kleiner und mittlerer Unternehmen in der deutschen Laserbranche zurückzuführen, die
mittlerweile einen herausragenden Vernetzungsgrad mit etablierten Forschungsinstituten erreicht haben. Die Forschungsinstitute nehmen hier eine Schlüsselposition als Dienstleister bei
der grundlegenden Erkundung neuer Lasersystemkonzepte und
bei der Lösung prozessspezifischer Problemstellungen ein.
Diese Funktionen eines Instituts in der Laserbranche werden in
Zukunft noch viel intensiver gefordert werden, wobei insbesondere bilaterale Kooperationen zwischen Industrieunternehmen
und F+E-Dienstleistern von Interesse sein werden. Die Entfaltung der Lasertechnologie in der Wirtschaft steht in vielen Branchen noch immer am Anfang und wird im Zuge des verstärkten
globalen Wettbewerbs eine existenzielle Rolle für die konkurrierenden Wirtschafträume darstellen. Insbesondere in den
industriellen Anwendungen, der Medizin und der Wissenschaft
wird auch künftig ein steigender Bedarf für die Lasertechnik zu
verzeichnen sein, um Verfahren mit gesteigerter Effizienz, optimiertem Qualitätsniveau und erhöhter Zuverlässigkeit zu realisieren. Das Laser Zentrum Hannover unterstützt diesen Entwicklungsprozess durch seine Forschungsarbeiten, Kooperationen
mit Industriepartnern und durch direkte Beratungstätigkeit bis
hin zur Entwicklung industrieller Fertigungsverfahren, optischer
Baugruppen und Lasersysteme. Diese, für den wirtschaftlichen
und technologischen Fortschritt des Landes außerordentlich
wichtige Rolle, kann jedoch nur auf der Basis einer modernen
und gut angepassten apparativen Infrastruktur wahrgenommen werden.
Die durch das Land Niedersachsen gewährten Mittel für Sonderinvestitionen sind dieser Vorgabe gewidmet. Ein nachhaltiger
Schwerpunkt der Maßnahmen soll auf der kontinuierlichen,
infrastrukturellen Erweiterung des Laser Zentrums Hannover
liegen, die aufgrund der anhaltenden technischen Weiterentwicklung notwendig ist. Ein weiterer wichtiger Aspekt sind
Aufwendungen für die Ersatzbeschaffung und den Ausbau
von Schlüsselkomponenten im Forschungsbetrieb des Laser
Zentrums Hannover. Im Vordergrund stehen hier insbesondere
moderne Lasersysteme, Beschichtungsanlagen und Messgeräte
für die Qualitätssicherung in der Laserentwicklung. Die Zuwendung wird neben einer infrastrukturellen Verbesserung einen
erheblichen Ausbau der forschungsstrategischen Position und
eine deutliche Steigerung des Leistungsvermögens des Laser
Zentrums Hannover gewährleisten können. Im Einzelnen sind
die folgenden Investitionen vorgenommen worden.
Technische
Ausstattung
• 3D-Laser Pulverauftragschweißanlage zur Fertigung von
belastungsangepassten Endoprothesen
• Mikrodissektionssystem als Plattform für zellchirurgische
Forschung
74
10.2. Lasersystem-Ausstattung
Nd:YAG-Laser
HochleistungsDiodenlaser
Excimerlaser
Titan-SaphirLaser
Leistung/Pulsenergie
6000 W (DC)
2500 W (HF)
Hersteller
Wegmann-Baasel
TRIAGON 6000
Rofin-Sinar DC 025
500 W (HF)
Coherent K 500
250 W (HF)
200 W (HF)
50 W (HF)
25 W (HF)
4000 W (cw/pw)
3000 W (cw/pw)
Scheibenlaser
2200 W (cw)
diodengepumpt
2000 W (cw/pw)
500 W (pw)
750 W (pw)
300 W (pw)
220 W (pw)
100 W (cw)
22 W (pw)
20 W (pw)
12 W (pw; 1064 nm)
6 W (pw; 532 nm)
2 W (pw)
7 W (pw; 355 nm)
2 W (pw; 266 nm)
20 mW (qcw; 355 nm)
1,2 kW cw (808 nm)
300 W (940 nm)/
250 W (Fasergekoppelt)
100 W cw
(1 KHz; 810 nm)
15 W (810 nm)
Diodenlaser SDL FB 25
9 W (1064 nm)
0,6 J/ 300Hz/248 nm
0,8 J/250 Hz/248 nm
0,6 J/100Hz/248 nm
0,3 J/100 Hz/351 nm
0,3 J/300 Hz/193 nm
30 mJ/200Hz/157 nm
8 mJ/500Hz/193 nm
1,5 mJ/500Hz/157 nm
2 mJ (150 fs; 1 kHz)
0,5 mJ (150 fs; 5 kHz)
0,5 mJ (150 fs; 1 kHz)
1 mJ (150 fs; 1 kHz)
0,8 mJ (30 fs; 1 kHz)
0,3 mJ (150 fs; 5 kHz)
4 µJ (160 fs; 250 kHz)
400 mW (60 fs; 90 mHz
740-840 nm)
Coherent K 250
Rofin-Sinar SC x20
Synrad
Synrad
Trumpf HL 4006 D
Trumpf HL 3001.5
Rofin-Sinar DY 022 L
Laserperipherie
5-Achsen-Portalsystem
oder 3-Achsen-Station
4-Achsen-Schneidanlage (Behrens CB2500)/
4-Achsen-Station (lineardirektangetrieben)/
4-Achsen-Station
4-Achsen-Station/Scanner/
3-Achsen-Schneidanlage
4-Achsen-Station/Scanner
Beschrifter
über LWL wahlweise Betrieb
auf 5 Bearbeitungsstationen
oder 4 Roboter
Rofin-Sinar CW 020
Rofin-Sinar RSY 500 P
Rofin-Sinar Star Weld Disc 750
Lasag FLS 542N-302
Lasag SLS 200 C 60
Rofin-Sinar RS Marker 100 D
Baasel SC 18
Beck-Scheibenlaser Vari Disc 20
Lumera Laser STACCATO
4-Achsen-Station
3-Achsen-Station
4-Achsen-Station/LWL
Beschrifter
4-Achsen-Station
4-Achsen-Station
6-Achsen-Mikrobearbeitungs-Portalsystem
Lumera Laser RAPID
Coherent Avia 355-7000
Coherent Avia 266-7000
Lightwave XCyte CY-355-020QCW
Rofin-Sinar DL 015
Laserline LDF 600-250
µSRD (3D µ-Produktion mit Scanner)
3-Achsen-Station
direkter Strahl/Faserkopplung/Scanner
Fok. Diodenlaser
Fisba DL 100
Fasergekoppelter
2-Achsen-Station
Faserlaser SDL FD 10
Lambda Physik Lambda 4000
Lambda Physik LPX 325
6-Achsen-Roboter
Lambda Physik LPF 220
TUI-Laser Existar S 500
TUI-Laser Existar S 500
Spectra Physics Spitfire
BMI Alpha-1000
Clark-MXR CPA 2001
Femtolasers COMPACT-PRO
Thales Bright
Coherent RegA 9000
Capteyn Murnane Labs MTS
2-Achsen-Station
ELPECmult
Wahlweise:
Mikrobearbeitungsstationen
ELPECµ /3-Achsen-Koordinatentisch
Mikrobearbeitungsstation ELPEC193
Vakuumkammer mit 4-Achsensystem
ELPECmult
Vakuumkammer mit 4-Achsensystem
Technische
Ausstattung
Lasertyp
CO2-Laser
4-Achsen-Koordinatentisch/Scanner
75
10.3. Beschichtungsanlagen
10.5. Labore: Laserentwicklung
• Beschichtungsanlage für den MIR-Bereich, IAD-Systeme,
Balzers BAK 760 mit Denton CC 105
• Beschichtungsanlage für den Bereich vom UV bis NIR,
Balzers BAK 640 mit Ionenquellen Denton CC102R
und CC 104
• Beschichtungsanlage für den Bereich vom UV bis NIR,
BAK 600
• Beschichtungsanlage Leybold SyrusPro 1100 für
ionengestützte Prozesse
• Ionenstrahlsputteranlage, Rezipient Balzers BAK 640,
2 Kaufman-Ionenquellen (Iontech)
• Ionenstrahlsputteranlage, Rezipient Varian, rf-Ionenquelle
mit online-Spektrophotometer für Rapid Prototyping
komplexer Schichtsysteme
• Ionenstrahl-Zerstäubungsanlage „EiKon“: Optimiertes
Beschichtungssystem mit Breitstrahlquelle zur Herstellung
hochwertiger IBS-Schichten mit hoher Produktivität
Im Bereich Laserentwicklung stehen komplett ausgestattete
Entwicklungslabore zur Verfügung. Zur Geräteausstattung gehören u.a.:
• Festkörper-, Gas- und Diodenlasersysteme,
• optische und elektrische Spektrumanalysatoren,
• computergestützte Strahlanalysesysteme,
• Echtzeit- und Speicheroszillographen mit
Fouriertransformation,
• Faserspleißgeräte
• Kristall- und Faserpoliermaschinen
10.4. Optikcharakterisierung
Technische
Ausstattung
• Zerstörschwellenmessplätze gemäß ISO 11254 für 1064 nm,
Mikrofokusmessplatz für cw und hochrepetierliche LIDTUntersuchungen, Messplatz für ultrakurze Pulse bei 780 nm
• Laserkalorimetrische Apparaturen für Absorptionsmessung
(ISO 11551) und Resttransmissionsmessung für 193 nm,
532 nm, 780 nm, 1064 nm und 10,6 µm
• Streulichtmessplatz gemäß ISO 13696 für 157 nm, 193 nm,
633 nm, 1064 nm
• Spektralphotometrie (ISO/FDIS 15368: Reflexion,
Transmission) von 115 nm bis 25 µm, Gerätebau UV/VUVSpektralphotometrie
• Fluoreszenzspektroskopie 200 nm bis 800 nm mit
Anregungswellenlängen 193 nm und 157 nm
• hochgenaue Reflektometrie (ISO/DIS 13697) für 1064 nm
und 10,6 µm
• Defektdichtenanalyse, Alterungsuntersuchungen,
Nomarski-Mikrographie, Interferometrie, Talystep, Messung
der Abriebfestigkeit
76
10.6. Mess- und Analysegeräte
Werkstoffprüfung
Lasermesssysteme
Für die Vermessung von Werkstücken, Erfassung von Strecken
und Winkeln, Konturerkennung, Oberflächenqualitätsbestimmung und Ausrichtungsarbeiten auf der Basis von dynamischer
Autofokussierung und Triangulation werden am LZH Lasermesssysteme und -verfahren eingesetzt. Spezielle mit Wärmebildaufzeichnung ausgestattete Lasersysteme werden zur Identifikation von Materialien verwendet und können zur Qualitätssicherung in der Produktion eingesetzt werden.
Das LZH verfügt über einen Triangulationsscanner vom Typ
OMS-P der Firma Georg Fischer. Der Triangulationsscanner
erlaubt die berührungslose, dreidimensionale Vermessung von
Freiformflächen. Er wurde ursprünglich für die Vermessung von
Zylinderköpfen, insbesondere zur Bestimmung der Brennraumvolumina, entwickelt.
Für die Prozesskontrolle beim Laserstrahltrennen verfügt das
LZH über einen berührungslos arbeitenden konoskopisch-holografischen Sensor, der sowohl eine zum Laserstrahl koaxiale als
auch eine Erfassung des Abstandes unter extremen Winkeln
erlaubt.
Emissions-/Immissionsmesstechnik
Für Emissions- und Immissionsmessungen bei Laserbearbeitungsprozessen befinden sich am LZH mehrere teilweise mobile
Versuchsstände mit speziellen Geräten zur Erfassung und Probenahme von Gefahrstoff- bzw. Emissionskomponenten. Entsprechend der Menge nachzuweisender Komponenten können
die Messungen zur Charakterisierung von Gefahrstoffen an
einer offenen Messstrecke oder einer geschlossenen Messkammer durchgeführt werden. Zum Nachweis der Messgenauigkeit
dieser Anlagen hinsichtlich Wiederfindungsraten und Nachweisgrenzen wird die reproduzierbare Einbringung von gas- und
partikelförmigen Komponenten mittels Feststoffdispergierer
und Infusionspumpe mit Verdampfungseinrichtung realisiert.
Für die Analyse von Aerosolen stehen am LZH Kaskadenimpaktoren und ein Elektromobilitätsspektrometer zur Online-Bestimmung der massenspezifischen Partikelgrößenverteilung sowie
Partikelzähler zur anzahlspezifischen Partikelgrößenverteilung
zur Verfügung.
Neu am LZH ist ein Gerät zur schnellen Emissionsprognose mittels Laser-Pyrolyse-GC/MS. Mit diesem Instrument können Polymere direkt auf Ihr Emissionsverhalten untersucht und somit
der industrielle Laserprozess umwelt- und sicherheitstechnisch
beurteilt werden.
Technische
Ausstattung
In der Mess-, Prüf- und Analysentechnik verfügt das LZH über
Anlagen und Geräte zur zerstörungsfreien bzw. zerstörenden
Werkstoffprüfung und instrumentellen Analytik. Neben metallographischen Untersuchungsmethoden mit quantitativer
Bildanalyse stehen eine automatisierte Ultraschallprüfung,
Härteprüfgeräte, Auflicht- und Rasterelektronenmikroskope,
Rissprüfung und Rauheitsmessgeräte zur Verfügung. Ein energiedispersives Elementanalysesystem (EDS), Schallemissionsanalyse und Geräte zur Verschleißprüfung stellen weitere Untersuchungsmöglichkeiten dar. Darüber hinaus ist am LZH eine
servohydraulische Zugprüfmaschine, mit welcher statische und
dynamische Belastungsuntersuchungen durchgeführt werden
können, verfügbar.
Ferner können vom LZH Geräte zur Röntgen- und Magnetpulverprüfung, zu weitergehenden statischen und dynamischen
Belastungsversuchen, Korrosionsprüfungen, Emissionspektralanalysen, zur Röntgendiffraktrometrie, Photometrie und weiteren instrumentelle Analysemöglichkeiten genutzt werden.
77
11.
So erreichen Sie das Laser Zentrum Hannover e.V.
Hollerithallee 8
D-30419 Hannover
Phone +49 511-27 88 - 0
Fax +49 511-27 88 - 100
www.lzh.de
Mit der Bahn
Mit dem Flugzeug
Sie erreichen uns über die A2,
Ausfahrt Hannover-Herrenhausen,
weiter über die B6 Richtung Hannover;
nach ca. 500 m, Ausfahrt „Wissenschaftspark“ (s. Skizze).
Ab Hannover Hbf. entweder per Taxi
(ca. 20 Min./15,– EUR) oder mit der
Stadtbahn Linie 4 ab U-Bahnstation
„Kröpcke“ (5 Minuten vom Hbf.),
Richtung „Garbsen“ (ca. 20 Min.).
Weiterer Fußweg ca. 4 Min.
Ab Flughafen Hannover-Langenhagen
(HAJ) entweder per Taxi (ca. 15 Min./15,–
EUR) oder mit der S-Bahnlinie S5 direkt
zum Hauptbahnhof, dann weitere
Anreise mit der Bahn (ca. 1½ Stunden).
So erreichen
Sie das LZH
Mit dem Auto
78
Laser Zentrum Hannover e.V. (Fax: +49 511 - 27 88 - 100)
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Telefon:
Telefax:
E-Mail:
Schicken Sie mir bitte folgende Informationen:
LZH Image-Broschüre
PHI-Zeitschrift (informiert über Aktivitäten der
produktiontechnischen Institute in Hannover;
erscheint 4 mal jährlich)
Information zu „LZH-Laserterm“ (eine alphabetisch
gegliederte Übersetzungshilfe [dt./engl., engl./dt.] mit ca.
3500 Fachbegriffen aus dem Bereich der Lasertechnologie
und lasernahen Themengebieten: Preis: 20 EUR)
Schicken Sie mir bitte Flyer (jeweils 2 Seiten) zu den Themen:
Prozessentwicklung zur innovativen Glasbearbeitung
(dt./engl.)
ProWatcher Industrial Process Quality Monitoring for
Laser Machining (engl.)
Laser Components (engl.)
Handgeführte Lasersysteme (dt.)
Photonisch Mikro- und Nanotechnologien (dt.)
CIMELAS.COM-Kombiniertes internetbasiertes Marktund Konstruktionssystem für Laser Job Shops (dt.)
Kunststoffbearbeitung mit Laserstrahlung (dt.)
Mikrotechnologie in Hannover (dt.)
CIMELAS.COM-Combined Internet-bases Market
and Engineering System for Laser Job Shops
Laserstrahlschweißen (dt.)
Microtechnology in Hannover (engl.)
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Das LZH Aussteller bei einer Messe ist
Sonstiges:
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