Sparkling Science in der Laser- und Umformtechnik

Auch in der Förderschiene Sparkling Science des Bundesministeriums für Wissenschaft und Forschung konnte sich das Institut für Fertigungstechnik und Hochleistungslasertechnik gegen zahlreiche starke Mitbewerber durchsetzen und hat es geschafft mit gleich zwei Projekten die Zustimmung der Jury zu gewinnen.

Simultaneous cutting and welding of textiles (SCWTEX): Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines Verfahrens, welches den Zuschnitt und das Verschweißen eines technischen Textils auf Basis thermoplastischer Chemiefasern mit Hilfe der Hochleistungslasertechnik vereint.

Laserschneiden von Textilien ist eine industriell ausgereifte Entwicklung, während das Laserschweißen von Textilien bis lang nur in Sonderfällen Anwendung gefunden hat. Wirtschaftlich interessant wäre eine Kombination beider Prozesse. Diese Kombination soll durch entsprechende Parameterwahl entweder mit einem einzigen oder aber mit zwei Laserstrahlen mit Hilfe eines Strahlteilers erprobt werden.  

Gepulster Dioden-gepumpter Festkörperlaser mit internem photo-elastischem Einkristallmodulator und Anwendungen (SCPEM-Laser)

Projektziel ist zuerst die Realisierung eines gepulsten fasergekoppelten Festkörperlasers mit 100W Durchschnittsleistung sowohl im Pulsbetrieb als auch im kontinuierlichen Betriebsmodus. Der Pulsbetrieb wird durch einen neuartigen Einkristallmodulator erzielt. Dieser ist ein piezo-elektrischer Kristall, welcher auf einer Eigenfrequenz angeregt wird und folglich eine starke polarisierende Wirkung zeigt. Dies kann in einfacher Weise einen Laser zum Pulsbetrieb zwingen, wobei hier Pulsspitzenleistungen bis zu 10kW bei Pulsdauern von 100ns erwartet werden.

Weiteres Projektziel ist der systematische Vergleich zwischen gepulsten und kontinuierlichen Betrieb in der Materialbearbeitung.

Es wird bei Schnitten ein sauberer und präziserer Schnitt im Pulsbetrieb erwartet, bzw. beim Markieren von Gläsern wird erst die hohe Spitzenleistung einen Effekt erzielen können. Somit soll am Projektende eine einfache Laserquelle mit neuartigen Eigenschaften in der Anwendung zur Verf gung stehen.

Pulsed Diode-Pumped Solid-State-Laser with internal Photo-Elastic Modulator and Applications

A 100W-Laser with a new kind of modulator inside should be realized. With this modulator simple switching between continuous and pulsed operation is possible, such that average power and efficiency remain the same in both modes. The pulse repetition rate will be rather high (~200kHz), such that pulsed operation can be used in applications, where usually continuous mode is used.

In the second part of the project a systematic examination of differences in the application of pulsed and continuous operation is planned. Here marking and cutting of plastics and marking of glass should be addressed. More precise results are expected with pulsed mode and in the case of glass only pulses will be able to achieve a marking effect at all.

A group of ~10 pupils should work weekly for two hours on this project. Additionally pupils from informatics should build up an up-to-date project website. Further school subjects like physics, mathematics, biology, geometry, handicrafts, and chemistry should be incorporated via lectures, excursions, scholarly papers, and partial cooperation. The latter will happen via the deepening subjects. Further the course „Natural Scientific Exercises“, which is offered for the second classes, should participate via excursions to demonstrations.

Link: Haupt-Projekthomepage Stubenbastei

IFT - Genser - 2010