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Fraunhofer Dresden testet neuen Laser aus Israel

Michael Schlosser von der Gruppe für "High-Speed-Laserbearbeitung" im Fraunhofer-Strahlinstitut IWS in Dresden richtet den israelischen Laser "Dynamic Beam" ein. Foto: René Jungnickel für das Fraunhofer-IWS Dresden

Michael Schlosser von der Gruppe für „High-Speed-Laserbearbeitung“ im Fraunhofer-Strahlinstitut IWS in Dresden richtet den israelischen Laser „Dynamic Beam“ ein. Foto: René Jungnickel für das Fraunhofer-IWS Dresden

13-Kilowatt-System kommt auch mit Titan-3D-Druck klar

Dresden, 21. Juli 2021. Laser-Experten aus Sachsen und Israel erproben derzeit gemeinsam am Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) in Dresden einen neuartigen Laser aus Israel. Das System basiert laut IWS auf der für Hochleistungslaser noch jungen Methode des „Coherent Beam Combinings“ (CBC). Der 13-Kilowatt-Laser kann besonders schnell verschiedene Energieverteilungsmuster erzeugen und dadurch selbst anspruchsvolle Hightech-Materialien wie Titanlegierungen sehr präzise und schnell bearbeiten.

IWS-Forscher: „Dieser Laser wird die Grenzen der Materialbearbeitung hinausschieben“

Der Laser „Dynamic Beam“ aus Jerusalem ist inzwischen im IWS in Dresden installiert. Das Institut ist damit die weltweit erste Forschungseinrichtung, die solch ein Gerät bekommen hat. „Dieser Laser wird die Grenzen der Materialbearbeitung, zum Beispiel in der Medizintechnik sowie in der Luft- und Raumfahrt weiter hinausschieben“, prognostiziert IWS-Forscher Dr. Andreas Wetzig.

Die Sachsen und Israelis wollen in Dresden testen, wie gut sich Bauteile wie dieses mit dem neuen Laser bearbeiten lassen. Foto: René Jungnickel für das Fraunhofer-IWS Dresden

Die Sachsen und Israelis wollen in Dresden testen, wie gut sich Bauteile wie dieses mit dem neuen Laser bearbeiten lassen. Foto: René Jungnickel für das Fraunhofer-IWS Dresden

Was ist „Coherent Beam Combining“?

Der neue Laser nutzt das sogenannte „Coherent Beam Combining“, was sich mit „Kohärente Strahlkombination“ übersetzen lässt. Denn der „Dynamic Beam“-Faserlaser vom israelischen Unternehmen „Civan Advanced Technologies“ kombiniert Dutzende Einzelstrahlen zu einem leistungsstarken Laserstrahl mit hoher Qualität. Durch kleine Phasenverschiebungen („Optical Phased Array“ = OPA) der Wellentäler und -berge in den Teilstrahlen erzeugt der Laser rasch ganz verschiedene Energieverteilungsmuster im resultierenden Bearbeitungs-Laserstrahl. Während ein klassischer Laser die meiste Energie nur in der Strahlmitte freisetzt, kann das System aus Israel auf den Werkstücken beispielsweise Energiemuster in Form eines Rings, einer „8“ oder eines Hufeisens erzeugen. Prinzipiell war dies zwar auch früher schon mit strahlablenkenden Optiken oder schnell schwingenden Spiegeln möglich. Doch selbst die schnellsten Schwingspiegel brauchen noch Millisekunden, um die Energiemuster im Strahl neu auszurichten. Der Dynamic Beam Faserlaser schafft das dagegen Tausendmal schneller, binnen Mikrosekunden.

Bessere Implantate und Raumschiff-Bauteile

Diese Geschwindigkeit eröffnet neue Möglichkeiten für den lasergestützten 3D-Druck von Metallbauteilen. Konkret geht es dabei um die additive Fertigung von Titan- und Aluminium-Legierungen, wie sie für Raumfahrtbauteile, Implantate und Leichtbauteilen für Elektroautos gebraucht werden. Im Übrigens sollen die Dresdner Laserexperimente auch den wissenschaftlich-technischen Austausch zwischen Sachsen und Isreal fördern.

Autor: hw

Quelle: Fraunhofer-IWS