Forschung und Industrie befassen sich mit der Bearbeitung von transparenten Materialien. Der Grundstein für den industriellen Einsatz von Ultrakurzpulslasern in diesem Bereich soll im Verbundprojekt Femto Photonic Production gelegt werden.
Mit dem Projekt Femto Photonic Production, das im Oktober 2014 startete, sollen unter Leitung der RWTH Aachen über eine Laufzeit von fünf Jahren die Grundlagen der Materialbearbeitung moderner Werkstoffe besser verstanden werden. Insbesondere Materialien mit großer elektronischer Bandlücke, also mit hoher Transparenz, wie beispielsweise Glas, Saphir und Diamant, stehen im Mittelpunkt der Forschungsaktivitäten.
Ultrakurzpulslaser (UKP) sind eine Klasse optischer Bearbeitungssysteme, mit denen neue Funktionalitäten auf Werkstoffen und Bauteilen erzeugt werden können. Allerdings sind die fundamentalen Zusammenhänge der Wechselwirkung zwischen ultrakurzen Laserpulsen und den Absorptionseffekten in transparenten Werkstoffen heute noch nicht ausreichend verstanden. Viele der bisher betrachteten und für künftige Anwendungen relevanten Werkstoffe sind transparent und lassen sie sich nur durch sehr komplexe Laserverfahren bearbeiten.
Kern des Verbundprojektes ist es, die Wechselwirkung von Laserstrahlung mit transparenten Materialien zu analysieren, zu simulieren und zu beschreiben. Aufbauend auf diesen grundlegenden Resultaten werden dann für alle relevanten Materialklassen die optimalen Leistungsparameter für die verschiedenen Laserklassen, angepasste Optiken und Systemlösungen abgeleitet. Darauf sollen experimentelle Studien mit zahlreichen Industriepartnern folgen, um die Ergebnisse zu evaluieren. So soll schließlich die Laserbearbeitung elektronischer Bauteile in der Displayfertigung, der Fertigung moderner LEDs oder Leistungstransistoren ermöglicht werden.
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. Wissenschaftler und Ingenieure aus Forschung und Industrie arbeiten gemeinsam an einem übergreifenden Thema – ganz im Sinne des Grundgedankens der Kooperation im Forschungscampus Digital Photonic Production DPP, in dessen Rahmen das Projekt Femto Photonic Production läuft.
Der Forschungscampus DPP wurde Anfang 2015 ins Leben gerufen und wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) in den kommenden 15 Jahren mit Fördermitteln von 2 Mio. Euro jährlich gefördert. Wie in acht weiteren Einrichtungen soll damit eine neue Form der langfristigen und systematischen Kooperation zwischen Universität, Fraunhofer-Gesellschaft und Partnern aus der lndustrie etabliert werden.
Im Forschungscampus DPP sollen neue Methoden und grundlegende physikalische Effekte für die Nutzung von Licht als Werkzeug in der Produktion erforscht werden. Drei
Projekte von Forschern der RWTH Aachen in Kooperation mit dem Fraunhofer ILT sowie Industriepartnern wurden bereits bewilligt: Neben den aktuellen Arbeiten zur Femto Photonic Production werden neuartige VCSEL-Strahlquellen im Projekt Nano Photonic Production erforscht. Mitarbeitende im Projekt Direct Photonic Production entwickeln außerdem additive Fertigungsverfahren weiter.
Weitere Informationen Über den Forschungscampus Digital Photonic Production: http://dpp.rwth-campus.com/
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