Laser World of Photonics: Licht als schnelles, flexibles Werkzeug

Lasertechnik und moderne Sensorik ebnen den Weg zur digitalen Produktion. Simulation, digitale Konstruktion und reale Produktionsprozesse wachsen immer enger zusammen. Auf der Messe Laser World of Photonics werden vom 26. bis 29. Juni führende Hersteller und Forschungsinstitute in München passgenaue Lösungen für die vernetzte, hochgradig automatisierte Fertigungswelt von morgen präsentieren.

Licht ist das wichtigste Werkzeug des 21. Jahrhunderts. In Halbleiterfabriken sorgen UV-Laser und Hochleistungsoptiken für immer leistungsfähigere und günstigere Mikroprozessoren. Ohne optische Datenübertragung wäre das Breitbandinternet undenkbar. Kosteneffiziente, fehlerfreie Miniaturisierung ist nur mit präziser optischer Mess- und Inspektionstechnik machbar. Damit sind die Grundpfeiler der Industrie 4.0 benannt: günstige Prozessoren, leistungsfähige Datennetze und präzise Prozessüberwachung. Photonik 4.0 ist damit ein Kernelement von Industrie 4.0.

Photonik ist aber nicht nur die Basis der vernetzten Produktion, sondern immer öfter auch ausführende Kraft. Vor allem die exakt dosierbare, digital gesteuerte Lasertechnik ist mittlerweile unverzichtbar. Laser bohren, schneiden, löten, schweißen, beschriften und perforieren. Sie härten Stahl und bearbeiten Metalle, Kunststoffe, Glas, Diamanten, Holz und Keramik und weitere Materialien mit höchster Präzision. Das konzentrierte Licht arbeitet berührungslos. Es bringt keine mechanischen Kräfte in die Prozesse ein und ist selbst auch nicht von Verschleiß betroffen. Daneben sprechen die hohe Flexibilität und Geschwindigkeit für die Lasertechnik. Doch das größte Potential für die digitale Produktion birgt die kalte Materialbearbeitung mit ultrakurzen Laserpulsen.

Bei modernen Ultrakurzpulslasern weisen die Frequenzen in den Megahertz-Bereich, bei zugleich hohen Pulsenergien. Metalle und viele weitere Materialien lassen sich damit quasi Atom für Atom abtragen. Der Wärmeeintrag ins Werkstück ist minimal. Ungewollte Schmelze und Materialspritzer sind passé. Übersetzt in die digitale Fertigungswelt der Industrie 4.0 heißt das: Materialbearbeitung Pixel für Pixel. Simulationen und digitale Konstruktion stimmen genauer denn je mit realen Prozessen überein. „Wir sprechen von digitaler Bearbeitung, weil Laser in digitalen Prozessketten exakt die vorher simulierte Bearbeitung durchführen“, erklärte Prof. Andreas Ostendorf, der langjährige Präsident der Wissenschaftlichen Gesellschaft Lasertechnik (WLT), unlängst.

Auch ein zweiter photonischer Megatrend führt unmittelbar in die digitale Produktion: Additive Manufacturing, also der werkzeuglose Aufbau sowie das Abtragen von Metall- oder Kunststoffbauteilen mit 3D-Druck- und Laserauftragsschweißverfahren. Laser übersetzen hier digitale Konstruktionsdaten in reale Bauteile. Zahlreiche Akteure aus diesem jungen Technologiebereich werden Ende Juni auf dem Münchener Messegelände eine große Bandbreite an Verfahren vorstellen: miniaturisierter Metalldruck, Mikroverfahren für die additive Verarbeitung von Glas und anderen transparenten Materialien, die Herstellung von 3D-Mikro- und Nanostrukturen aus fotosensitiven Materialien oder Laserschmelzverfahren für Stahl, Kobalt-Chrom und Edelmetalle wie Gold und Silber. Auf der Messe Laser werden nicht nur führende Hersteller und Lösungsanbieter ihre neuesten Innovationen präsentieren. Auch die Application Panels Laser and Optics in Halle B3 und Industrial Laser Applications (Halle A3) sowie die Fachkonferenz Lasers in Manufacturing LiM 2017 im Rahmen des World of Photonics Congress stellen das Licht als Produktions-Faktor in den Fokus, genauso wie die rund 340 Aussteller, die ihren Messeauftritt rund um dieses Thema ausrichten. (mw)