Photonik Verfahren mit Ultrakurzpulslasern für die Fertigung von morgen

Beim Einsatz von Lasern in der Produktion sind deutsche Unternehmen führend. Diese Stärken gilt es zu erhalten und auszubauen. Deswegen hat das Bundesministerium für Bildung und Forschung den Forschungscampus „Digital Photonic Production“ ins Leben gerufen,

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Fraunhofer-Institut für Lasertechnik

Der Forschungscampus wird bis zu 15 Jahre mit Fördermitteln von zwei Millionen Euro jährlich gefördert. Gemeinsam mit der RWTH Aachen, dem Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT und Industriepartnern soll im Verbundprojekt „Femto Photonic Production“ der Grundstein für den Einsatz von Ultrakurzpulslasern in industriellen Fertigungsverfahren gelegt werden.

Mit dem Projekt, das im Oktober 2014 startete, sollen unter Leitung der RWTH Aachen über eine Laufzeit von 5 Jahren die Grundlagen der Materialbearbeitung moderner Werkstoffe besser verstanden werden. Insbesondere Materialien mit großer elektronischer Bandlücke, also mit hoher Transparenz wie Glas, Saphir und Diamant stehen im Mittelpunkt der Forschungsaktivitäten.

Wegweisend für die Display- und LED-Fertigung

Ultrakurzpulslaser (UKP) stellen eine Klasse optischer Bearbeitungssysteme dar, mit denen neue Funktionen auf Werkstoffen und Bauteilen erzeugt werden können. Allerdings werden die fundamentalen Zusammenhänge der Wechselwirkung zwischen ultrakurzen Laserpulsen und den Absorptionseffekten in transparenten Werkstoffen heute noch nicht ausreichend verstanden.

Viele der hier betrachteten und für künftige Anwendungen relevanten Werkstoffe sind transparent. Somit lassen sie sich nur durch sehr komplexe Laserverfahren bearbeiten. Kern des Verbundprojektes ist die fundamentale Analyse, Simulation und Beschreibung der Wechselwirkung von Laserstrahlung mit transparenten Materialien.

Aufbauend auf diesen Resultaten werden dann für alle relevanten Materialklassen die optimalen Leistungsparameter für die verschiedenen Laserklassen, angepasste Optiken und Systemlösungen abgeleitet und anschließend in experimentellen Studien gemeinsam mit den Industriepartnern evaluiert.

Diese Forschungsaktivitäten zielen unter anderem darauf ab, die Laserbearbeitung elektronischer Bauteile in der Display-Fertigung, der Fertigung moderner LEDs oder Leistungstransistoren zu ermöglichen.

Durch die enge Zusammenarbeit von Experten der RWTH Aachen University und des Fraunhofer ILT mit den Strahlquellenherstellern Trumpf, Edgewave und Amphos, sowie den Systemanbietern 4Jet, LightFab und Pulsar Photonics steht für diese Arbeiten ein weltweit einzigartiger Maschinen- und Anlagenpool zur Verfügung.

Hier können Wissenschaftler und Ingenieure aus Forschung und Industrie gemeinsam zielführend an einem übergreifenden Thema arbeiten - ganz im Sinne des Grundgedankens der Kooperation im Forschungscampus Digital Photonic Production.

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