+49 (0) 3727 / 58-1242
EU-Projekt PULSE erfolgreich abgeschlossen
PULSE – der Projekttitel steht für High-Power Ultrafast Lasers using Tapered Double-Clad Fiber, frei übersetzt: Hochleistungs-Ultrakurzpulslaser mit konischen Doppelmantelfasern.
Am EU-Projekt PULSE, welches im Januar 2019 startete, waren 13 Partner:innen, sowohl aus Unternehmen als auch aus Forschungseinrichtungen, aus sechs verschiedenen Ländern beteiligt. Mit dabei das Laserinstitut Hochschule Mittweida (LHM) mit der Forschungsgruppe Lasergestützte Additive Fertigung / Digitalisierung von Laserprozessen von Prof. André Streek.
Ziel des Projektes war die Entwicklung eines neuen Lasersystems in Kombination mit der notwendigen Prozesstechnik, um unglaublich schnelle Bearbeitungsgeschwindigkeiten zu ermöglichen. Hierbei war das LHM mit seiner besonderen Polygonscannertechnologie gefragt, um solche Laserleistungen effektiv auf der Werkstückoberfläche umzusetzen. Aber nicht nur mit der notwendigen Technik, sondern auch mit der am LHM vorhandenen Expertise in den Lasertechnologien und den gut ausgestatten Laboren konnte es sich erfolgreich am Projekt beteiligen.
Das geplante Lasersystem sollte über eine Durchschnittsleistung von 2,5 kW und ultrakurze Laserpulse mit einer zeitlichen Dauer von wenigen Pikosekunden bis in den Femtosekundenbereich verfügen. Mittels des am LHM entwickelten Polygonscanners sollte der Laserspot mit Geschwindigkeiten von bis zu einem Kilometer pro Sekunde über die Werkstückoberfläche geführt werden. In Verbindung mit dem Laser und der entsprechenden Anlagentechnik werden damit die industriellen Anwendungen auf das nächste Level gehoben. Das LHM war dabei nicht nur fachlich mit der Scannertechnik involviert, sondern unterstützte die Partner ebenso im Rahmen des EU Horizon 2020-Programms mit der vor Ort verfügbaren Ausrüstung.
Die wichtigsten Ergebnisse
Als direkte Einsatzmöglichkeit des neuen Verfahrens konnte ein Prozess entwickelt werden, der es ermöglicht, mittels Lasergravur großflächige Spritzgussformen für die Automobilindustrie herzustellen. Diese werden anschließend zur Herstellung von Kunststoffteilen für die Innenverkleidung von Fahrzeugen genutzt.
Zur Herstellung von Solarthermieabsorbern wurden Schweißtests mit dem neuen Laser durchgeführt. Ziel war es unter anderem Thermische Spannungen zu reduzieren und die Anbindung der Materialien zu verbessern.
Für den Mittweidaer Polygonscanner konnten durch die Arbeit im Projekt neue Anwendungsfelder erschlossen werden. Besonders beim Gravieren konnte die Polygonscanntechnik ihre Vorzüge, im Vergleich zum Stand der Technik, eindrucksvoll unter Beweis stellen.
Die im Projekt gebauten Polygonscanner können jetzt für andere Versuchsaufbauten genutzt werden. In beiden Scannern sind neuartige Galvanometerscanner-Motoren verbaut, welche die Präzision des Scansystems deutlich verbessern. Die Belastungsgrenzen des Polygonscanners wurden bestimmt und erlauben so eine bessere Einschätzung der Risiken bei der Verwendung kleinerer Rohstrahldurchmesser.
Die kohärente Strahlkopplung war essenzieller Bestandteil des Projektes, da die Gesamtleistung von 2,5 kW aus mehreren Einzelverstärkern kombiniert werden muss. Diese sehr knifflige Aufgabe erforderte mehrere Anpassungen an Strahlgeometrie, Strahlqualität und zeitlicher Überlagerung, um eine Verstärkung der Pulse zu erreichen. Kurz gesagt mussten die einzelnen Verstärker synchronisiert werden.
Die Faserverstärker sowie die Laserarchitektur mussten auf das Vorhaben angepasst werden. Dies machte es notwendig, neue Systeme miteinander zu kombinieren, wie die neuartigen konischen Fasern, um solch hohe Leistungen überhaupt zu ermöglichen. Diese Faserverstärker verstärken die Laserpulse der Seedlaser. Auch das Erreichen der ultrakurzen Pulsdauern ist kein Kinderspiel, was Designrichtlinien für die richtigen Seedlaser notwendig macht.
Am 12. Juni 2024 fand schließlich das Final Review Meeting des Projektes mit Vertreter:innen der Europäischen Kommission in Finnland statt, bei dem die Arbeit der letzten Projektperiode (Januar 2023 bis März 2024) und die Gesamtergebnisse des Projektes vorgestellt wurden. Die Prüfer:innen gratulierten dem Projektkonsortium ausdrücklich zu den Ergebnissen.
Weitere Informationen finden Sie in den News der Hochschule Mittweida.

Dieses Projekt wurde durch das Rahmenprogramm Horizon 2020 – Forschung und Innovation der Europäischen Union, H2020, unter der Fördervereinbarung Nr. 824996 finanziert.