•••8••• Innovationen Dank der kompakten Bauform können mehrere Miniscanner in einen Multistrahlkopf integriert werden Foto: Fraunhofer ILT, Aachen Kompakter Laserscanner 90 Prozent weniger Bauvolumen Galvo-Scanner sind in der Lasermaterialbearbeitung seit Jahrzenten im Gebrauch. Ein Team des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT hat jetzt ein neues, besonders kompaktes Scannermodul entwickelt, das erhebliche Effizienzsteigerungen zum Beispiel im 3D-Druck, der Mikrobearbeitung oder der Medizintechnik verspricht. Die Forscherinnen und Forscher haben es bereits für verschiedene Anwendungen erfolgreich getestet. Der Scanner ist auf der LASER World of Photonics 2023 ausgestellt. Kleiner, leichter, effizienter und nachhaltiger – das sind die heutigen Anforderungen für Systementwickler. Ein Team des Fraunhofer ILT hat auf Basis dieser Forderungen durch Fusion von Scannerantrieb und Spiegelsubstrat deutlich kleinere Baugrößen realisiert: Der planare Galvo-Scanner spart gegenüber konventionellen Systemen bis zu 90 Prozent Bauvolumen. Die besonders kompakte Bauform von nur 50 cm³ eröffnet in ganz unterschiedlichen Anwendungsbereichen neue Möglichkeiten. Handelsübliche Galvo-Scanner mit einer Apertur von 10 mm benötigen im Vergleich zum planaren Galvoscanner das zehn- bis 50-fache Bauvolumen. Mit dem Bauraum reduziert sich das Gewicht der Scannereinheit, wodurch sich eine Vielzahl von neuen Anwendungen und Möglichkeiten zur Produktivitätssteigerung ergeben. Ursprünglich entwickelte das Team den Scanner für eine Applikation in der Medizintechnik. Dabei ging es um einen handgeführten laserchirurgischen Prozess in der Neurochirurgie. Bei einer Apertur von 7 mm wiegt der Miniscanner lediglich 60 g. Dank der erheblichen Platz- und Gewichtsreduktion lässt sich der neue Scanner ohne Einbußen bei Präzision oder Dynamik in Applikatoren für handgeführte Laserprozesse integrieren – etwa für medizintechnische Anwendungen, Laserbohr- oder Markierprozesse. Integration in industrielle MultistrahlSysteme Im industriellen Einsatz eignet sich der Miniscanner ebenfalls für alle handgeführten Laserbeschriftungs- und Graviersysteme. Daneben ermöglicht die kompakte Bauform die Integration von mehreren Scannern in einen Bearbeitungskopf. Die Fraunhofer Forscher haben dafür einen Demonstrator mit vier 2D-Ablenkeinheiten und je einem F-Theta-Objektiv aufgebaut und charakterisiert. Das Scanner-Array hat dabei ein Bauvolumen von 140 x 140 x 90 mm³. Die Forscher haben das System mit Laserleistungen bis 150 W pro Scankopf erfolgreich für die Anwendungen Lasermarkieren und Gravieren getestet – mit vergleichbarer Genauigkeit und Dynamik wie bei konventionellen Galvo-Scannern. Weitere Anwendungsmöglichkeiten sind beispielsweise in den Bereichen 3D-Druck, Mikrobearbeitung, Entlacken oder Entschichten. Mit vier oder mehr Scannern lassen sich Bearbeitungsaufgaben parallelisieren; die Produktivität steigt linear mit der Anzahl der Scanner. Der Miniscanner nutzt eine kommerziell verfügbare, modellbasierte Regelungselektronik. Damit ist die Integration in bestehende Maschinen unter Verwendung standardisierter Kommunikationsprotokolle möglich. Diese Closed-Loop-Regelung ist robuster, präziser und schneller als herkömmliche PID-Regler, vor allemdurch das Scannen ohne Schleppverzug. Die jeweiligen Systeme entwickeln die Fraunhofer Laserspezialisten kundenspezifisch. Ursprünglich für eine Anwendung in der Medizintechnik entwickelt, eignet sich der Miniscanner auch für den industriellen Einsatz, etwa für handgeführte Laserbeschriftungs- und Graviersysteme Foto: Fraunhofer ILT, Aachen LASER: Geballtes Expertenwissen In den Photonics Foren informieren Key Player der Branche zu den neuesten Einsatzgebieten von Laser und Photonik. Das Forum Lasers & Optics (Halle A2) behandelt Themen wie Integrated Photonics oder Langpuls-Laser, im Forum Laser Materials Processing (Halle B3) geht es beispielsweise um Elektromobilität oder Additives Manufacturing. Das Forum Biophotonics & Medical Applications (Halle B2) beschäftigt sich unter anderem mit KI- und VR-Anwendungen in der Medizin oder dem Einsatz von Photonik in Pathologie und Labormedizin. Auf der World of QUANTUM (Halle A1) vermitteln Wissenschaftler und Aussteller in einem umfassenden Forenprogramm ihr Expertenwissen rund um die Quantentechnologie. automatica: IAS wieder im Aufwind Der Bereich Integrated Assembly Solutions hat die Trendwende geschafft und ist nach einem Umsatzrückgang aufgrund der Covid 19-Pandemie und Transformationsprozessen in der Automobilindustrie wieder auf Erfolgskurs. Im Jahr 2021 erreichten deutsche IASUnternehmen ein Umsatzplus von 11 Prozent auf 7,1 Mrd. Euro. Für 2022 rechnet VDMA Robotik + Automation mit einer weiteren Erholung und einem Umsatzzuwachs von 7 Prozent auf dann 7,6 Mrd. Euro. Impressum MESSEJOURNAL DIE MESSE automatica 2023 LASER World of PHOTONICS 2023 Verlag: EXXPO.DIE MESSE GmbH Lavesstraße 79, 30159 Hannover Telefon: +49 511 85625-0 Telefax: +49 511 85625-100 E-Mail: verwaltung@die-messe.de Internet: www.die-messe.de Verantwortlich für den Inhalt: Hans-Joachim Nehls
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