Ein Verfahren zur Laserbearbeitung von Werkstoffen haben Mitarbeiter von Bosch, Trumpf, der Universität Jena und dem Fraunhofer IFO entwickelt.
Stephan von Oelhafen
Buderus: Laser trifft Heiztechnik
Ein Verfahren zur Laserbearbeitung von Werkstoffen haben Mitarbeiter von Bosch, Trumpf, der Universität Jena und dem Fraunhofer IFO entwickelt. Es wurde mit dem Zukunftspreis des Bundespräsidenten prämiert. Diese Auszeichnung würdigt technische Innovationen mit wirtschaftlichem Potenzial. Bei dem ausgezeichneten Verfahren eröffnen extrem kurze Laserpulse neue Perspektiven in der Serienproduktion und – davon profitiert unter anderem die Heiztechnik: Die Einspritzdüse des Öl-Brennwertkessels Logano plus GB145 von Buderus, einer Marke von Bosch Thermotechnik, wird mit dem Ultrakurzpulslaser bearbeitet. Die feinen Laserbohrungen sorgen dafür, dass das Heizöl beim Einspritzen in den Brennraum einen Drall bekommt und zerstäubt. Mit dieser Technik lässt sich der Kessel stufenlos modulieren und stellt genau die Wärmemenge bereit, die gerade benötigt wird. Ohne die feinen Laserbohrungen ließe sich diese Besonderheit nicht erreichen. Mit dieser Laser-Fertigungstechnik werden zahlreiche Produkte möglich, darunter auch emissionsärmere und kraftstoffsparende Motoren und Heizkessel. Zu Beginn der Zusammenarbeit zwischen Bosch und Trumpf war noch nicht genau bekannt, wie gepulste Laserstrahlen beschaffen sein müssen, um die hohen Anforderungen der industriellen Fertigung zu erfüllen. Nach und nach wurden immer bessere Laser entwickelt bis hin zur Ultrakurzplus-Technologie auf dem heutigen Stand. Bosch gelang es, den Laser in seinen selbst entwickelten Maschinen so präzise zu führen, dass damit eine verlässliche industrielle Serienproduktion mit allen Vorteilen möglich wurde. Durch die geschickte Wahl von Pulsdauer, Pulsenergie und Fokussierung des Lasers wird das Material so schnell und so stark erhitzt, dass es ohne sichtbaren Umweg über eine Schmelze abgesprengt wird und bei rund 6 000 Grad Celsius direkt verdampft. So lassen sich nach und nach feinste Bereiche in der Größe von nur wenigen millionstel Millimetern (Nanometer) abtragen. Ein vom Computer gesteuertes Spiegelsystem lenkt die Laserpulse dafür an die richtige Stelle. Hunderttausende Pulse pro Sekunde ermöglichen eine schmelzfreie Bearbeitung mit Präzision. Das verdampfte Material wird einfach mit einem Luftstrom abgesaugt.