Land der Ideen - Fachhochschule Brandenburg

Weitere Magazine

Empfehlungen

Info

FORSCHUNG Aus Laserlabor wird Laserzentrum Beste Voraussetzungen für Lehre und Forschung Aus dem Laserlabor im Fachbereich Technik wird mit neuen Projektmitteln ein Laserzentrum Seit 2001 gibt es an der FH Brandenburg das Labor für die Lasermaterialbearbeitung in der Feinwerk- und Mikrotechnik, welches aus Drittmitteln von Prof. Dr. Gerhard Kehrberg und Mitarbeitern aufgebaut wurde. In diesem Labor können Studenten in Praktika und studentischenForschungsprojekten Metalle und Nichtmetalle schweißen, schneiden und im Mikrobereich bearbeiten. Dazu stehen ihnen ein Bohr- und Schneidlaser und ein Schweißlaser der Firma Lasag zur Verfügung. Diese sind kommerzielle Materialbearbeitungslaser, wie man sie vielfach in Unternehmen der Metallund Feinwerktechnik der Region findet. Am spannendsten ist die Mikrobearbeitung mit dem Spectronlaser, mit dem die Studenten selbst härteste Materialien bohren und mikrobearbeiten können. Im WS 2005/ 2006 fand ein Wettbewerb zwischen zwei studentischen Projektgruppen um die erfolgreichste Mikrobearbeitung von zweiphasigem Siliziumkarbid statt. Dieses Siliziumkarbid ist extrem hart. Das einzige Werkzeug, mit dem es mikrostrukturiert werden kann, ist der Laser, bei Pulsleistungen bis zu 24 Megawatt auch kein Wunder. Wenn dieser Laserstrahl auf eine Fläche von typisch 177 Quadratmikrometer (Fokusdurchmesser 15 Mikrometer) fokussiert wird, ergibt dies eine Bestrahlungsstärke von 13.600 Gigawatt pro cm 2 . Bei solch hohen Bestrahlungsstärken verdampft jedes bekannte Material. Beide Studentengruppen erzeugten die Mikrostrukturen im Siliziumkarbid mit nahezu gleicher Qualität und lieferten damit wertvolle Ergebnisse zur Vorlaufforschungen für die Firma Berliner Glas KGaA. Aus der Reihe der kleinen und großen erfolgreich bearbeiteten Projekte darf das interdisziplinäre und zukunftsweisende Projekt „Kameragestütztes Laserschweißen mit einem Industrieroboter“ nicht unerwähnt bleiben. In diesem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) finanzierten Projekt entwickelten Dipl.-Informatiker (FH) Falk 28 Projektmitarbeiter Dipl.-Ing. (FH) Nico Vogler (links) und Masterstudent Dipl.- Ing. (FH) Glatz beim Einmessen von Komponenten der neuerrichteten Anlage für die Lasermikrobearbeitung. Fotos: FB Technik Kaiser (Absolvent der FH Brandenburg), Dipl.- Ing. Andreas Kirste (Roboterfachmann des Studienganges Elektrotechnik) und Prof. Kehrberg (Physiker und Projektleiter) 2004 ein Verfahren zum automatisierten Laserschweißen. Danach erfaßt eine CCD-Kamera die Kontur des zu verschweißenden Werkstückes und ein Computer berechnet die Bahn des Industrieroboters, an dessen letzte Achse die Laseroptik angebracht ist. Während des Schweißens wird mit einem zweiten Kamerasystem die tatsächliche Schweißbahn vermessen und daraus Daten für die Korrektur der Roboterbahn erstellt. Das Ergebnis sind hochqualitative Schweißnähte unabhängig von der Positionierung der zu verschweißenden Werkstücke und dies ohne eine aufwendige Programmierung des Roboters. Ein drittes Beispiel für die spannenden Arbeiten im Laserzentrum ist das Laserschneiden. So zaubert Dipl. Ing. (FH) Detlef Karstädt (Laboringenieur im FB Technik) in Praktika mit Laser mit Roboterarm der Firma Kuka. Studenten des 6. Semesters Maschinenbau auf der Basis von CAD-Vorlagen oder digitalen Bildern mit der CNCgestütztenLaserschneidanlage in kurzer Zeit filigranste Blechschnitte. Mit den Mitteln aus zwei gerade eingeworbenen Projekten wird das Laserlabor der FH Brandenburg zum wirklichen Zentrum für die Lasermaterialbearbeitung in der Feinwerk- und Mikrotechnik. Es wird auf diesem Gebiet fast nichts geben, was nach dem Stand der Technik nicht bearbeitet oder untersucht werden kann. In dem ersten Projekt (BMBF), geleitet von Prof. Dr.-Ing. Christian Stark (Produktionstechniker und Projektleiter) und Prof. Kehrberg werden Verfahren zur Erzeugung von Mikrostrukturen mit bisher nicht erreichbarer Rauigkeit entwickelt. Dafür wurden ein diodengepumpter Mikromaterialbearbeitungslaser mit einer Pulsfolgefrequenz von 50 kHz und ein Scanneroptiksystem für die schnelle Führung des Laserstrahls gekauft. Mit diesem neuen Lasersystem sind wir erstmals in der Lage auch schönste Gravuren zu erzeugen. Die von Detlef Karstädt aus Edelstahlblech geschnittenen „Brandenburgischen Adler“ für Besucher der FH Brandenburg bekommen nun Konkurenz. In dem über drei Jahre laufenden Projekt stehen 119400 Euro für Projektmitarbeiter und Studenten zur Verfügung. Bisher wurden Dipl.-Ing. (FH) Nico Vogler (Absolvent der FH Brandenburg) eingestellt und zwei Diplomarbeiten mit industrieäquvalenter Bezahlung ausgeschrieben. Weitere Diplom- und Praktikumsarbeiten werden 2009 ausgeschrieben. Im zweiten Projekt, finanziert aus EU- und Hochschulmitteln schaffen Dr.-Ing. Klaus Sowoidnich (Projektleiter) und Prof. Kehrberg die Voraussetzungen für das Lasermikroschweißen und das Lasermikroschneiden. Dafür werden aus Projektmitteln ein Faserlaser und ein weiteres Scanneroptiksystem beschafft. Es gibt bereits ein Unternehmen der Region, das mit dem Laserzentrum eine Anlage für das Mikroschweißen von Kupferdrähten entwickeln will. Infocus 02|2008
Angewandte Infrarottechnik Studenten und Mitarbeiter der Hochschule und aus Unternehmen können dann mit den fünf Lasern alle denkbaren Aufgabenstellungen der Materialbearbeitung in der Feinwerkund Mikrotechnik lösen. Größere und kleinere Projekte, wie das für die Zürcher Hochschule Winthertur (Schweiz), in dem Dr. Sowoidnich 2007 nur wenige Mikrometer breite und tiefe Gräben entlang des Drahtes einer Prof. Dr. Klaus-Peter Möllmann, Leiter des Bereiches Mikrotechnologie, arbeitet seit 2003 mit seinem Team an der Entwicklung eines Single-Mikrobolometers (Erläuterung siehe Interview) in Kooperation mit der Firma iris- GmbH Berlin. Die Technologie- und Innovationsberatungsstelle der FH Brandenburg (TIBS) unterstützte das Projekt in der Antragsphase. infocus: Professor Möllmann, wie weit ist das Projekt gediehen? Prof. Möllmann: Das Projekt befindet sich im Entwicklungsstadium, erste Prototypen der Infrarot- Wärmestrahlungsempfänger sind erfolgreich getestet. Es geht jetzt darum, die Herstellung dieser IR-Sensorschichten zu optimieren und einen für die Serienfertigung geeigneten Prozess zu entwickeln. infocus: Was war oder ist genau die Aufgabenstellung des Projektes? Prof. Möllmann: Bei der Anwendung von Bolometern als Infrarot-Strahlungsempfängern wird die Temperaturabhängigkeit des Widerstandes einer Funktionsschicht ausgenutzt. Infolge der Absorption von Strahlung erhöht sich die Temperatur proportional zur auffallenden Strahlungsleistung. Derzeit werden Bolometer meist in Arrays angeordnet zur zweidimensional aufgelösten Strahlungsthermometrie verwendet. Auf der anderen Seite stehen die Thermosäulen, welche im unteren und mittleren Preissegment als Singledetektoren verwendet werden. Ziel dieses vom Bundesministerium für Wirtschaft geförder- infocus 02|2008 Spiralfeder erzeugte, können in noch größerer Vielfalt und Qualität bearbeitet werden. Allerdings wird es nach dem Verlassen von Andreas Kirste in den Ruhestand im Jahr 2006 und der Beendigung der befristeten Anstellung von Dr. Sowoidnich im September 2008 im Laserzentrum der FH Brandenburg zunächst keine Mitarbeiter mehr geben, die Industrieprojekte des Laserschweißens und ten Projektes mit der iris-GmbH und dem OUT e.V. ist die Entwicklung eines Single-Mikrobolometers mit einer hohen Detektivität, kleiner empfindlicher Fläche und kleiner Zeitkonstante. Einsatzfelder für derartige Infrarotsensoren sind zum Beispiel Pyrometer. infocus: Was ist ein Pyrometer? Prof. Möllmann: Pyrometer sind Temperaturmessgeräte, die die Wärmestrahlung - die IR- Strahlung oder Infrarotstrahlung - eines Gegenstandes zur Bestimmung der Temperatur des Gegenstandes benutzen. Im Gegensatz zum herkömmlichen Thermometer, das den Wärmekontakt zum Gegenstand braucht, messen Pyrometer berührungslos, können also auch über Entfernungen und vor allem für hohe Temperaturbereiche eingesetzt werden. infocus: Und welchen Bereich genau steuert die FH Brandenburg bei? Prof. Möllmann: Dieser Teil des Kooperationsprojektes umfasst drei Komplexe, die sich mit dem prinzipiellen Design des Bolometers an Hand eines Modells, der messtechnischen Bewertung entwickelter Bolometerstrukturen und der Applikationsbeschaltung der entwikkelten Bolometer beschäftigt. Mit diesem Projekt bringt die FH Brandenburg ihr Knowhow im Bereich der angewandten Infrarottechnik und der Mikrotechnologie in eine komplexe Entwicklungsaufgabe für ein neues, innovatives Bauelement ein. infocus: Wofür wird das Bauelement genau benutzt, und was bringt es dem Endverbraucher? Prof. Möllmann: Unser Bauelement, die Infrarot-Sensorschicht, ist der Empfänger der zu messenden IR-Strahlung, also das Herzstück des Pyrometers. Vorteile für den Benutzer von Pyrometern: berührungslose, sehr schnelle Temperaturmessung auch aus der FORSCHUNG der Mikrostrukturierung bearbeiten können. Das Laser-Team ist jedoch wie immer optimistisch, dass die Hochschule die Laser nicht verstauben lässt. Prof. Dr. Gerhard Kehrberg ___________________________ Kontakt zum Laserzentrum: kehrberg@fh-brandenburg.de, Tel. (03381) 355-342 Kameras mit einem Pixelfeld von Infrarotsensoren Prof. Möllmann entwickelt mit der iris-GmbH verbesserte Messgeräte für die Infrarot-Wärmestrahlung Ein Single-Mikrobolometer. Fotos (2): FB Technik Distanz. Diese IR-Bauelemente werden auch in IR-Kameras genutzt: Hier hat man statt des üblichen Pixelfeldes der normalen Digitalkameras eben ein Pixelfeld von IR-Sensoren. Mit unseren mikrostrukturierten IR-Sensoren werden hohe Empfindlichkeiten und kleine Zeitkonstanten, also sehr kurze Messzeiten sowie eine hohe Ortsauflösung erreicht. infocus: Was ist der wichtigste Aspekt Ihrer Kooperation, welchen Erfolg können Sie konkret benennen? Prof. Möllmann: Wichtigster Beitrag der Mikrotechnologie der FH Brandenburg war die Entwicklung einer neuartigen hochempfindlichen IR-Sensorschicht, die die Infrarotstrahlung besser absorbiert und so die Sensorempfindlichkeit entscheidend erhöht. Weiterhin hat die FH Brandenburg den Sensorbetrieb simuliert. Dies ist wichtig zum Beispiel zur Berechnung des Arbeitspunktes. Außerdem haben wir Messungen wesentlicher Sensorkenngrößen wie Zeitkonstante, Rauschen, Detektivität vorgenommen. ___________________________ Iris-GmbH: http://www.irisgmbh.de/ iris-GmbH_i/iris-gmbh/forschung-entwicklung 29
Seite 1 und 2: FH BRANDENBURG Nachwuchspool im „
Seite 3 und 4: Impressum INHALT UND IMPRESSUM HOCH
Seite 5 und 6: Ranking / Präsentationen von Infor
Seite 7 und 8: Familienfreundliche Hochschule Mehr
Seite 9 und 10: Hochschulball Frühling 2008 Ballkl
Seite 11 und 12: Gründung des Vereins „Alumni-FHB
Seite 13 und 14: Neue Professoren und Mitarbeiter mi
Seite 15 und 16: Gut gefüllte Reihen beim Security
Seite 17 und 18: Ergebnisse der Erstsemester-Befragu
Seite 19 und 20: September 24. Bei der Immatrikulati
Seite 21 und 22: Tagung zur elektronischen Gesundhei
Seite 23 und 24: Lotsendienst unterstützte junge Ju
Seite 25 und 26: Erweiterung der Online-Funktionen i
Seite 27: Optimierungsvorschläge für Stahlb
Seite 31 und 32: Prof. Tanski in Fachjury berufen De
Seite 33 und 34: A short trip to Brussels Brussels a
Seite 35: Perspektiven zum Mittelverteilungsm

Land der Ideen - Fachhochschule Brandenburg

Erfolgreiche ePaper selbst erstellen

Template löschen?

Als Template speichern?