Eine Reise in die Welt des Lichts - Photonik Forschung Deutschland
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WIE FUNKTIONIERT DAS? - LICHT IM TÄGLICHEN LEBEN<br />
■<br />
Makro, Mikro, Nano - Licht ist universelles Werkzeug<br />
Optische Technologien haben <strong>die</strong> Fabrikhallen erobert.<br />
Grund ist ihre Hebelwirkung: Sie sorgen für technische Verbesserungen, <strong>die</strong> sich auf andere Industriebereiche<br />
auswirken. So reduziert das Laserschweißen im Flugzeugbau das Gewicht <strong>des</strong> Flugzeugrumpfes<br />
bis zu 10%, <strong>die</strong> Herstellungskosten bestimmter Flugzeugteile sogar bis zu 20%.<br />
Je<strong>des</strong> Produkt <strong>des</strong> täglichen Lebens könnte potenziell an e<strong>in</strong>er Stufe se<strong>in</strong>er Herstellung mit e<strong>in</strong>em<br />
Laser zu tun haben. Vom Handwerk bis zur Groß<strong>in</strong>dustrie, von der Kle<strong>in</strong>serie bis zur Massenfertigung<br />
– <strong>die</strong> <strong>in</strong>tensive Nutzung photonischer Technologien führt zu neuen, technisch und wirtschaftlich<br />
vorteilhaften Fertigungsverfahren.<br />
Materialbearbeitung mit Lasern – das ist Schweißen, Schneiden, Bohren und Oberflächenbearbeiten<br />
mit unvorstellbarer Genauigkeit und Leistungsfähigkeit:<br />
■ 100 Schweißstellen pro M<strong>in</strong>ute, z.B. bei Autotüren (s. Bild l<strong>in</strong>ks)<br />
■ kle<strong>in</strong>ste Schweißnaht der <strong>Welt</strong>: 30 µm (s. Bild mitte)<br />
■ Flachblechschneiden bis 100 m/m<strong>in</strong><br />
■ 1000 Fe<strong>in</strong>stbohrungen pro Sekunde <strong>in</strong> Leiterplatten<br />
■ <strong>die</strong> präziseste Stahlbohrung der <strong>Welt</strong>: 20 mm tief, Durchmesser 100 µm<br />
■ Laser bohren selbst das härteste Material der <strong>Welt</strong>: den Diamanten (s. Bild rechts)<br />
■ Strukturieren von Zyl<strong>in</strong>derlaufflächen: kompletter Motorblock <strong>in</strong> weniger als 50 s<br />
■ Aufbau beliebiger Formen aus Metallpulver<br />
(Fotos: Trumpf, Universität Chemnitz, TU Berl<strong>in</strong>)<br />
Diese Rekordpräzision ist möglich, weil sich <strong>die</strong> gesamte Energie <strong>des</strong> Laserlichts auf kle<strong>in</strong>sten<br />
Flächen fokussieren lässt und jeder Bearbeitungsprozess speziell optimiert werden kann (Wellenlänge,<br />
Pulsdauer, Energie). Der Laserstrahl arbeitet flexibel und berührungslos. Damit wird der<br />
Verzug und Verschleiß der Bauteile, wie er etwa bei e<strong>in</strong>er Säge auftritt, vermieden. Daher ist z.B. <strong>in</strong><br />
der Automobil<strong>in</strong>dustrie das Laserschweißen <strong>die</strong> zeitgemäße Methode, um Leichtbau-Karosserien und<br />
viele andere Bauteile zu bearbeiten.<br />
Mikromaterialbearbeitung: Mit hochbrillianten oder kurzen Laserpulsen lassen sich w<strong>in</strong>zige Bauelemente<br />
für Mediz<strong>in</strong> oder Nachrichtentechnik erstellen, deren Oberflächendetails bis zu tausendmal<br />
fe<strong>in</strong>er s<strong>in</strong>d als e<strong>in</strong> menschliches Haar. Bei der extrem kurzen E<strong>in</strong>wirkzeit von wenigen Femtosekunden<br />
ist <strong>die</strong> Wärmee<strong>in</strong>wirkung auf den umliegenden Bereich sehr ger<strong>in</strong>g: mit Licht kalt verdampfen.<br />
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