Forschung im Verbund
Preisträger 2020

Paradigmenwechsel in der Fertigung: Bei der Laserstrukturierung von Oberflächen setzt ein Forscherteam unter Beteiligung des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT aus Aachen erstmals eine Vielzahl von Laserstrahlen als Werkzeuge gleichzeitig ein. Das beschleunigt den Prozess – und schafft neue Einsatzmöglichkeiten.

Die Laserstrukturierung mit Ultrakurzpulslasern ermöglicht die Herstellung funktionaler Mikro- und Nanostrukturen in beliebige Oberflächen. Da hierbei üblicherweise nur ein Strahl einer Laserstrahlquelle die Arbeit verrichten, war dieser Ansatz für die Mikro- und Nanostrukturierung großer Prägewalzen, mit denen sich wiederum Strukturen in Stoffe, Leder oder Karton prägen lassen, zu zeitaufwändig und damit zu teuer. Prägewalzen wurden daher bislang über Ätzprozesse hergestellt. Umwelttechnisch alles andere als ideal – aber es fehlte bislang eine wirtschaftliche Alternative.

Eine "Kooperation" der ganz eigenen Art lässt die Laserstrukturierung erstmals rentabel werden. Der Clou: Statt nur einen ultrakurz gepulsten Laserstrahl über die Oberfläche zu lenken, wird die Laserenergie in eine Vielzahl von Laserstrahlen gleicher Leistung aufgeteilt. Genauer gesagt: In 200 Teilstrahlen. Durch ein spezielles optisches System lassen sich diese einzeln schalten und in ihrer Leistung modulieren, so dass ein neues digital steuerbares Werkzeug entsteht. Da viele "Werkzeuge" gleichzeitig die Oberfläche bearbeiten, ist der Prozess um ein vielfaches schneller als der herkömmliche Laserbearbeitungsprozess. Erstmalig lassen sich somit auch große Bauteile unter wirtschaftlichen Randbedingungen bearbeiten.