Was haben eine Wasserflasche, ein Handyakku und ein Auto gemeinsam? In allen steckt ein bisschen "Laser". Genauer gesagt: Ihre Herstellung wäre ohne Lasertechnik gar nicht möglich.
"Der Laser ist ein sehr universell einsetzbares Werkzeug. Wir haben heute eine große Bandbreite von Themen in der Materialbearbeitung. Vom Markieren von Elektronikequipment wie zum Beispiel MP3-Spielern, das Herstellen von Handytastaturen, Schneiden von Kunststoffen, zum Beispiel für die Armaturenbrettern für den Automobilbau, das Schweißen von Automobilkarosserien, das Beschichten von Turbinenschaufeln im Kraftwerksbau."
Peter Leibinger leitet beim Werkzeugmaschinenbauer Trumpf in Ditzingen bei Stuttgart den Geschäftsbereich Laser und Elektronik. Wenn heute irgendwo in einer Fabrik Bleche geschnitten, gebohrt, geschweißt oder gelötet werden, dann kommen dabei häufig Lasermaschinen zum Einsatz, die Peter Leibingers Team entwickelt hat. In einer großen Halle stehen Dutzende davon, die man Besuchern gerne vorführt.
"So, also jetzt lasse ich mal eins laufen, dann können Sie mal sehen oder hören, wie sich das anhört…"
Frank Meierhofer steht vor einer zehn Meter langen Maschine. Hinter einer getönten Schutzscheibe werden darin quadratmetergroße Stahlbleche mit gebündelter Energie traktiert. Frank Meierhofer drückt auf ein Display, wählt ein Karomuster, das an die Lüftungsbleche eines PCs erinnert, und betätigt den Startknopf.
Spiegel lenken den unsichtbaren Infrarot-Strahl eines 5-Kilowatt-CO2-Lasers von oben auf das millimeterdicke Stahlblech. In atemberaubendem Tempo zuckt der Schneidkopf hin und her, um das Karo-Muster ins Material zu brennen. Funken sprühen, gleißendes Metall fließt nach unten. Nach einer halben Minute ist von dem Blech nur noch ein kreuzförmiges Muster übrig. Die Struktur ist so filigran, dass sie ohne Laser gar nicht herzustellen wäre. Meierhofer:
"Es ist halt immer wieder das Faszinierende: Man schneidet ja mit Licht. Das ist ja kein Fräsen, kein feststehendes Werkzeug wie ein Bohrer, sondern das ist Licht. Und wenn man dann überlegt, was man für Konturen schneiden kann, die spanend gar nicht herzustellen sind, dann ist das schon beeindruckend."
Der Laser, das Herzstück der Anlage, wird im Nachbargebäude in Serie gefertigt. Dr. Frank Ackermann, einer der Entwickler, zeigt auf ein komplexes Gebilde aus Aluminium und Glas. Die "Lichtmaschine" ist kaum größer als eine Getränkekiste.
"Der Resonator ist halt insgesamt 5,6 Meter lang. Und das ist halt eben hier auf diese kompakte quadratische Form zusammen gefaltet."
Durch die zentimeterdicken Glasröhren strömt ein kohlendioxidhaltiges Gasgemisch. Hochfrequenz-Elektroden stimulieren seine Atome zur Emission von Laserlicht. Dabei entsteht eine Menge Wärme, die wasserdurchströmte Kühlrippen abführen. Nur rund acht Prozent der elektrischen Eingangsleistung verwandelt so ein CO2-Laser der Kilowatt-Klasse tatsächlich in Lichtenergie. Doch Frank Ackermann arbeitet daran, den Wirkungsgrad zu steigern.
"Bei der Kühlung haben wir jetzt einen Ansatz, das Kühlaggregat effektiver zu machen. Und bei der Hochfrequenzherstellung werden wir irgendwann auf Halbleiter-Generatoren komplett umstellen. Die haben dann einen besseren Wirkungsgrad. Dann kommen wir vielleicht auf knapp zehn Prozent insgesamt, mit allen Maßnahmen."
Kaum 20 Sekunden braucht der intensive Strahl des CO2-Lasers, um zwei Bleche zu verschweißen. Beim konventionellen Schweißen entstünde dabei eine kleine Wulst, die nachträglich abgeschliffen werden müsste. Der Laser dagegen gibt seine Energie so gezielt ab, dass die Schweißnaht auf Anhieb glatt und unsichtbar ist. Das spart Zeit und Geld. Ein Vorteil, auf den unter anderem die Automobilindustrie nicht mehr verzichten mag.
"Der Laser ist ein sehr universell einsetzbares Werkzeug. Wir haben heute eine große Bandbreite von Themen in der Materialbearbeitung. Vom Markieren von Elektronikequipment wie zum Beispiel MP3-Spielern, das Herstellen von Handytastaturen, Schneiden von Kunststoffen, zum Beispiel für die Armaturenbrettern für den Automobilbau, das Schweißen von Automobilkarosserien, das Beschichten von Turbinenschaufeln im Kraftwerksbau."
Peter Leibinger leitet beim Werkzeugmaschinenbauer Trumpf in Ditzingen bei Stuttgart den Geschäftsbereich Laser und Elektronik. Wenn heute irgendwo in einer Fabrik Bleche geschnitten, gebohrt, geschweißt oder gelötet werden, dann kommen dabei häufig Lasermaschinen zum Einsatz, die Peter Leibingers Team entwickelt hat. In einer großen Halle stehen Dutzende davon, die man Besuchern gerne vorführt.
"So, also jetzt lasse ich mal eins laufen, dann können Sie mal sehen oder hören, wie sich das anhört…"
Frank Meierhofer steht vor einer zehn Meter langen Maschine. Hinter einer getönten Schutzscheibe werden darin quadratmetergroße Stahlbleche mit gebündelter Energie traktiert. Frank Meierhofer drückt auf ein Display, wählt ein Karomuster, das an die Lüftungsbleche eines PCs erinnert, und betätigt den Startknopf.
Spiegel lenken den unsichtbaren Infrarot-Strahl eines 5-Kilowatt-CO2-Lasers von oben auf das millimeterdicke Stahlblech. In atemberaubendem Tempo zuckt der Schneidkopf hin und her, um das Karo-Muster ins Material zu brennen. Funken sprühen, gleißendes Metall fließt nach unten. Nach einer halben Minute ist von dem Blech nur noch ein kreuzförmiges Muster übrig. Die Struktur ist so filigran, dass sie ohne Laser gar nicht herzustellen wäre. Meierhofer:
"Es ist halt immer wieder das Faszinierende: Man schneidet ja mit Licht. Das ist ja kein Fräsen, kein feststehendes Werkzeug wie ein Bohrer, sondern das ist Licht. Und wenn man dann überlegt, was man für Konturen schneiden kann, die spanend gar nicht herzustellen sind, dann ist das schon beeindruckend."
Der Laser, das Herzstück der Anlage, wird im Nachbargebäude in Serie gefertigt. Dr. Frank Ackermann, einer der Entwickler, zeigt auf ein komplexes Gebilde aus Aluminium und Glas. Die "Lichtmaschine" ist kaum größer als eine Getränkekiste.
"Der Resonator ist halt insgesamt 5,6 Meter lang. Und das ist halt eben hier auf diese kompakte quadratische Form zusammen gefaltet."
Durch die zentimeterdicken Glasröhren strömt ein kohlendioxidhaltiges Gasgemisch. Hochfrequenz-Elektroden stimulieren seine Atome zur Emission von Laserlicht. Dabei entsteht eine Menge Wärme, die wasserdurchströmte Kühlrippen abführen. Nur rund acht Prozent der elektrischen Eingangsleistung verwandelt so ein CO2-Laser der Kilowatt-Klasse tatsächlich in Lichtenergie. Doch Frank Ackermann arbeitet daran, den Wirkungsgrad zu steigern.
"Bei der Kühlung haben wir jetzt einen Ansatz, das Kühlaggregat effektiver zu machen. Und bei der Hochfrequenzherstellung werden wir irgendwann auf Halbleiter-Generatoren komplett umstellen. Die haben dann einen besseren Wirkungsgrad. Dann kommen wir vielleicht auf knapp zehn Prozent insgesamt, mit allen Maßnahmen."
Kaum 20 Sekunden braucht der intensive Strahl des CO2-Lasers, um zwei Bleche zu verschweißen. Beim konventionellen Schweißen entstünde dabei eine kleine Wulst, die nachträglich abgeschliffen werden müsste. Der Laser dagegen gibt seine Energie so gezielt ab, dass die Schweißnaht auf Anhieb glatt und unsichtbar ist. Das spart Zeit und Geld. Ein Vorteil, auf den unter anderem die Automobilindustrie nicht mehr verzichten mag.