Fraunhofer ILT – Partner für Forschung und Entwicklung in Ihrer Branche

Das Werkzeug Laser bietet durch besonders hohe Leistung, Präzision und Flexibilität zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten in vielen Branchen der produzierenden Industrie. Ob Maschinenbau, Feinwerktechnik, Elektronik, Kunstoffindustrie oder metallverarbeitende Industrie – für kundenspezifische Aufgabenstellungen entwickelt das Fraunhofer ILT anspruchsvolle Fertigungsprozesse, leistungsstarke Lasersysteme und optimierte Strahlquellen.

Laserstrahlquellen mit spezifisch optimierten Eigenschaften – wie Wellenlänge, Strahlform und -dichte, Pulsform und -dauer oder Leistung – eröffnen ein breites Spektrum an Anwendungsgebieten. Ultrakurzpulslaser eignen sich beispielsweise für die hochpräzise Oberflächenstrukturierung bis in den Subnanometerbereich,  Festkörperlaser oder Diodenlaser mit hohen Leistungen im kW-Bereich für laserbasierte Schneidapplikationen oder EUV-Strahlquellen für präzise Analyse- und Lithografieanwendungen.

Das Spektrum der am Fraunhofer ILT entwickelten Laserverfahren ist weit gefächert. Hierzu zählen u. a. Trenn- und Fügeverfahren, Mikro- und Nanoabtrag, Polieren, Bohren, Innengravur, Mikrolöten, Mikroschweißen, laserbasierte Hybridverfahren, Härten, Legieren, Strukturieren oder die Additive Fertigung. Neben der Verfahrensentwicklung, kümmern sich die Laserexperten auch um Modellierung und Simulation, Steuerungstechnik, sensorgestützte Prozessüberwachung und -regelung sowie um die Konzeption und Realisierung von Prototypen und Pilotanlagen.

In der Messtechnik bietet das Fraunhofer ILT Lösungen zu Aufgabenstellungen aus Industrie, Bioanalytik und Umwelttechnik. So erlaubt die Inline-Messung physikalischer und chemischer Größen eine effiziente Prozessführung in der Produktion. Innerhalb kürzester Zeit identifiziert der Laser die Werkstoffe eines Bauteils. Materialien bzw. Rohstoffe lassen sich zuverlässig charakterisieren, sortieren oder zurückgewinnen. In der Bioanalytik lassen sich laserspektroskopische Verfahren vorteilhaft einsetzen, um beispielsweise molekülspezifische Informationen im Hochdurchsatz zu gewinnen.

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3D-Bauteile ohne Stützstrukturen per Laser fertigen#

Auf der formnext präsentiert das Fraunhofer ILT den Prototypen der »TwoCure«-Anlage für den harzbasierten, stützfreien 3D-Druck von Kunststoffbauteilen.
© Fraunhofer ILT, Aachen.
Mit dem TwoCure®-Verfahren lassen sich klassische Stützstrukturen durch eine neuartige Prozessführung und maßgeschneiderte Materialien ersetzen.

Im 3D-Druck mittels badbasierter Photopolymerisation (Stereolithographie und DLP) sind manuelle Arbeitsschritte ein signifikanter Kostentreiber in der Fertigungskette. Die aufwendige Vorbereitung der Daten und die individuelle Nachbearbeitung der Bauteile erfordern qualifiziertes Personal und verursachen Unterbrechungen in der Fertigungskette.

Um die hohe Auflösung und die Oberflächenqualitäten in einen vollautomatischen Prozess zu transferieren, wurde die Technologie grundlegend modifiziert. Mit dem TwoCure®-Verfahren des Fraunhofer ILT lassen sich klassische Stützstrukturen durch eine neuartige, thermisch geregelte Prozessführung und maßgeschneiderte Materialien ersetzen. Dabei wird nicht polymerisiertes Photoharz innerhalb der Druckschicht thermisch verfestigt, wobei die folgende Schicht gestützt bleibt. Dies ermöglicht eine wesentliche Steigerung der Volumeneffizienz, da sich mehr Bauteile in gleicher Zeit fertigen lassen. Durch den Auswurf des gedruckten Blocks und die angeschlossenen Post-Prozess-Module erfolgt die Nachbehandlung ohne manuelle Arbeitsschritte. Aktuell wird die erste produktreife Maschine mit einem Bauvolumen von 190 x 110 x 100 mm³ entwickelt, die Bauteile bis zum Abschmelzen und Rezyklieren des Materials voll automatisch fertigen kann.

Mit dem TwoCure®-Verfahren können Anwender im Bereich der Additiven Fertigung Kleinserien oder große Stückzahlen individueller Einzelprodukte in einem Schritt herstellen. Eine Demonstration erfolgte im Bereich der Otoplastiken, weitere Anwendungsfelder sind verlorene Formen (z. B. Schmuck), technische Produkte und dentale Anwendungen.

Wirtschaftlich, umweltschonend und schnell fertigen mit EHLA#

Beschichten einer Walze mit High-Power EHLA.
© Fraunhofer ILT, Aachen.
Beschichten einer Walze mit High-Power EHLA.

Zum Schutz großer Bauteile vor Verschleiß und Korrosion werden metallische Beschichtungen eingesetzt, wie etwa bei Bauteilen in der Öl- und Gasindustrie oder bei Walzen in der Chemie- und Papierindustrie. Bisherige Verfahren sind durch den Einsatz von Chrom (VI) schädlich für die Umwelt, langsam und die aufgetragenen Schichten im Millimeterbereich deutlich zu dick. Wissenschaftler des Fraunhofer ILT und der RWTH Aachen erforschen dazu das sogenannte EHLA-Verfahren (extremes Hochgeschwindigkeits-Laserauftragschweißen), mit dem sich per Laser Metallbeschichtungen wirtschaftlich, umweltschonend und extrem schnell erzeugen lassen.

Im Verbundprojekt EVEREST entstand mit drei Industriepartnern eine Verfahrens- und Systemtechnik zur effizienten Reparatur und Beschichtung von Bauteilen – erprobt an Walzen. Nach erfolgreichem Projektabschluss soll die neu entwickelte Prozesskette in der Industrie verankert werden. Das Ziel lautet: Auch lange und große Walzen und andere Rotationsbauteile endkonturnah, prozesssicher und extrem effizient mit dem EHLA-Verfahren zu beschichten.

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Projekte mit Beteilung des Fraunhofer ILT#

Strategische
Fraunhofer Projekte

Eine Auswahl von strategischen Projekten mit Beteiligung des Fraunhofer ILT finden Sie auf unserer Cluster-Webseite.

Laufende
Verbundprojekte

Hier finden Sie eine Auswahl von aktuellen Verbundprojekten mit Beteiligung des Fraunhofer ILT.

Abgeschlossene
Verbundprojekte

Hier finden Sie eine Auswahl von abgeschlossenen Verbundprojekten mit Beteiligung des Fraunhofer ILT.

Jahresberichte

In unseren aktuellen Jahresberichtsbeiträgen finden Sie weitere Projektergebnisse.

#Ansprechpartner für Projektanfragen

Dipl.-Ing. Hans-Dieter Hoffmann

»Laser und Laseroptik« 

 

Telefon +49 241 8906-206
-> E-Mail senden

Prof. Arnold Gillner

»Abtragen und Fügen« 

 

Telefon +49 241 8906-148
-> E-Mail senden

 

Dr. Jochen Stollenwerk

»Additive Fertigung und funktionale Schichten« 

 

Telefon +49 241 8906-411
-> E-Mail senden

 

Dr. Achim Lenenbach

»Messtechnik und EUV-Strahlquellen« 

 

Telefon +49 241 8906-124
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