Fertigungsverfahren - Fraunhofer ILT

Bei den Fertigungsverfahren stehen die praktischen Einsatzmöglichkeiten von Lasertechnik im Mittelpunkt. Die Rubrik gibt einen kompakten Überblick über Verfahren wie Schneiden, Schweißen, Bohren, Abtragen, Strukturieren, Polieren und additive Fertigung sowie über wichtige Begriffe rund um Prozessführung, Materialbearbeitung und Qualitätssicherung. Dieser Abschnitt bietet damit eine Grundlage für das Verständnis moderner laserbasierter Fertigung in Forschung und Industrie..

Laserstrahlschweißen	Fügen von Werkstoffen durch fokussierten Laserstrahl.
Laserstrahlschneiden / Laserschneiden	Trennen von Materialien durch Energieeintrag des Lasers.
Laserbohren	Einbringen von Bohrungen durch abtragende Laserprozesse.
Laserabtragen	Materialabtrag durch kurze, hochintensive Laserpulse.
Laserauftragschweißen (LMD)	Additives Fertigungsverfahren, bei dem Metallpulver oder -draht durch Laserenergie aufgeschmolzen und schichtweise auf ein Bauteil aufgetragen wird; auch bekannt als DED (Directed Energy Deposition), DMD (Direct Metal Deposition) oder Laser Cladding – eingesetzt für Neufertigung, Beschichtung und Reparatur.
Laser Powder Bed Fusion (LPBF)	Pulverbettbasiertes additives Fertigungsverfahren, bei dem Metallpulver schichtweise aufgetragen und selektiv durch Laserstrahlung aufgeschmolzen wird; das Verfahren wurde maßgeblich am Fraunhofer ILT in Aachen entwickelt und ist heute eines der meistgenutzten Verfahren für die additive Fertigung metallischer Bauteile weltweit.
Selective Laser Sintering (SLS)	Additives Verfahren zum selektiven Sintern von Pulverwerkstoffen (Kunststoffe, Metalle, bedingt auch Keramiken) durch Laserenergie; ermöglicht komplexe Geometrien ohne Stützstrukturen.
Laserhärten	Wärmebehandlung von Metalloberflächen per Laser zur Härtesteigerung.
Laserpolieren	Glättung von Oberflächen durch kontrollierten Lasereinsatz.
Laserstrukturieren	Erzeugen feiner Oberflächenstrukturen für funktionale Eigenschaften.
Laserlöten	Fügen von Bauteilen durch laserinduziertes Aufschmelzen eines Zusatzwerkstoffs (Lot) bei Temperaturen unterhalb des Schmelzpunkts der Fügepartner – im Gegensatz zum Laserschweißen, bei dem die Grundwerkstoffe selbst aufgeschmolzen werden; besonders geeignet für temperaturempfindliche Bauteile in der Elektronik und Mikrotechnik.
Laserbeschriften	Dauerhaftes Aufbringen von Schrift, Codes oder Symbolen auf Oberflächen.
EHLA	Extremes Hochgeschwindigkeits-Laserauftragschweißen; drastisch erhöhte Prozessgeschwindigkeit bei geringem Wärmeeintrag.
Lasergravur	Abtragender Laserprozess zur Erzeugung dauerhafter Vertiefungen, Muster oder Schriften in Oberflächen.
Laserreinigung	Berührungslose Entfernung von Rost, Lack, Oxiden oder Verunreinigungen durch Laserablation – ohne Chemie oder mechanischen Kontakt.
Laserbeschichten	Aufbringen von Schutz- oder Funktionsschichten auf Bauteiloberflächen mittels Laser; hohe Haftfestigkeit und geringe Wärmeeinflusszonen.
Remote-Laserschweißen	Scannerbasiertes Hochgeschwindigkeitsschweißen aus großem Arbeitsabstand; besonders effizient in der Automobil- und Batterieproduktion.
Lasermikrobearbeitung	Hochpräzise Materialbearbeitung im Mikrometerbereich; eingesetzt in der Elektronik-, Medizin- und Halbleitertechnik.
Lasersintern	Additives Fertigungsverfahren, bei dem Pulverwerkstoffe (Kunststoffe oder Metalle) durch Laserenergie selektiv gesintert werden; auch bekannt als SLS bzw. DMLS.
Prozessüberwachung	Inline-Erfassung und Auswertung von Prozesskenngrößen während der Laserbearbeitung zur Qualitätssicherung in Echtzeit.
Schnittspalt	Breite des beim Laserschneiden erzeugten Materialeinschnitts; wichtige Kenngröße für Maßhaltigkeit und Materialeinsatz.
Einschweißtiefe	Tiefe, bis zu der der Laserstrahl das Material beim Schweißen aufschmilzt; entscheidend für die mechanische Verbindungsqualität.
Vorschubgeschwindigkeit	Geschwindigkeit, mit der der Laserstrahl relativ zum Werkstück bewegt wird; beeinflusst Energieeintrag, Schnittqualität und Durchsatz.
Schutzgas	Gas (z. B. Argon, Stickstoff, Helium), das beim Laserschweißen oder Laserschneiden den Prozessbereich vor Oxidation schützt und die Nahtqualität verbessert.
Directed Energy Deposition (DED)	Internationaler Oberbegriff für additive Fertigungsverfahren, bei denen Material (Pulver oder Draht) gezielt in den Fokusbereich einer Energiequelle eingebracht und aufgeschmolzen wird; umfasst LMD und EHLA.
Laserstrahlumformen	Berührungsloses Biegen und Umformen von Bauteilen durch gezielte, lokale Wärmeeinbringung mittels Laser – ohne mechanisches Werkzeug.
Laserbasiertes Packaging	Einsatz von Laserverfahren beim Verbinden, Versiegeln und Kontaktieren von Mikroelektronik-Bauteilen und Sensoren.
Laserbearbeitung	Oberbegriff für alle laserbasierten Fertigungsverfahren zur Bearbeitung von Materialien wie Metallen, Kunststoffen, Keramiken und Glas – vom Schneiden und Schweißen bis hin zu Abtragen und Strukturieren.
Materialbearbeitung	Veränderung der Form, Oberfläche oder Eigenschaften eines Werkstoffs durch Laserenergie; umfasst thermische, photochemische und mechanische Wirkprinzipien.
Metallischer 3D-Druck	Veränderung der Form, Oberfläche oder Eigenschaften eines Werkstoffs durch Laserenergie; umfasst thermische, photochemische und mechanische Wirkprinzipien.
Laserpolieren (Polishing)	Glättung und Veredelung von Oberflächen durch kontrollierten Energieeintrag des Lasers; reduziert Rauheit ohne Werkzeugkontakt, auch für komplexe Geometrien.
Verfahrensentwicklung	Systematische Entwicklung und Optimierung laserbasierter Fertigungsprozesse vom Labor bis zur Serienreife; beinhaltet Parameterstudien, Simulation und Qualifizierung.
Prozessoptimierung	Gezielte Verbesserung laserbasierter Fertigungsprozesse hinsichtlich Qualität, Geschwindigkeit, Energieeffizienz und Reproduzierbarkeit – zunehmend unterstützt durch KI.
AI Processing / KI-Laser	Einsatz künstlicher Intelligenz zur autonomen Steuerung, Regelung und Optimierung von Laserprozessen in Echtzeit; ermöglicht adaptive Fertigung und selbstlernende Anlagen.
Schmelzbad	Zone des aufgeschmolzenen Materials, die sich direkt unter dem Laserstrahl beim Schweißen oder der additiven Fertigung bildet; Breite, Tiefe und Länge des Schmelzbads sind entscheidende Kenngrößen für Nahtqualität und Schichtaufbau. Die inline-Überwachung des Schmelzbads (Melt Pool Monitoring) ist ein zentrales Werkzeug der laserbasierten Qualitätssicherung.