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16.05.2019 - 11:14

Application offensive for ultrafast lasers in the kW range

Experts from 13 different Fraunhofer institutes are working on the development of multi-kW ultrafast lasers and various applications in the Fraunhofer Cluster of Excellence Advanced Photon Sources CAPS.

A user facility with application laboratories in Aachen and Jena is being created for this purpose, laboratories in which partners from industry and research can work with the new technology.

Among experts, ultrafast (USP) lasers have long been an insider tip: They can process almost any material and are characterized by the highest precision during ablation. However, the systems in the market still do not have enough power to serve many applications with high throughput requirements.

By initiating the Fraunhofer Cluster of Excellence Advanced Photon Sources CAPS, the Fraunhofer-Gesellschaft has set out to change this sustainably. From the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, Hans-Dieter Hoffmann puts it in a nutshell: “We want to combine the precision of the USP laser with the surface throughput of modern cutting and welding lasers”.

For this purpose, the cluster will initially advance the development of laser sources. While the Fraunhofer ILT engineers are working on slab and disk lasers, Fraunhofer Institute for Applied Optics and Precision Engineering IOF in Jena will focus their attention on fiber lasers. “We have now reached 3.5 kW and want to scale the system up to 10 kW this year”, says Professor Jens Limpert from Fraunhofer IOF. Limpert and Hoffmann manage the central office of the cluster.

Application laboratories will start in 2019

Laser source development is, however, only a first step. Fraunhofer CAPS is designed in such a way that the institutes are also researching compatible process technology and applications at the same time. Partners from science and industry are invited to participate. For them, the cluster acts as a virtual institute in which the experts from the 13 Fraunhofer institutes – FEP, IAF, IIS, IKTS, IMWS, ISE, ISIT, ITWM, IWM, IWS, IZI and ILT and IOF – offer their combined expertise.

Presently, the facilities of the first application laboratory in Aachen are being completed for application development with multi-kW ultrafast lasers. The official inauguration will take place on September 18, 2019, coinciding with the opening of the Research Center Digital Photonic Production (RCDPP) of RWTH Aachen University. The application laboratory in Jena will open in the fourth quarter of 2019.

In addition to the multi-kW ultrafast laser sources, the jointly developed system technology is available in the application laboratories. There, engineers will explore applications in four future fields: production, imaging, materials and fundamental science. The goal is to bring together the various expertise in the areas of laser sources, process technology and application in such a way that the partners can create competitive concepts that also fit into the vision of a digitized factory.

The advantages of the new ultrafast lasers are evident, for example, in the large-area machining of ultra-hard materials. Thus, diamond-composite ceramic pipes for use on the seabed can be processed precisely and quickly with the laser. Other examples are photovoltaic or battery manufacturing, where the USP laser can drill and pattern quickly and accurately.
In addition to the kW sources in the infrared, coherent radiation in the EUV range will also be generated in Aachen and Jena. The user facility in Jena is dedicated to provide unprecedented coherent EUV power. This is especially interesting in the future field of imaging. Coherent EUV radiation can be used to image biological or semiconductor structures in the nanometer range, for example, to analyze defects on lithography masks in chip production.

https://www.ilt.fraunhofer.de/en.html 
 

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16.05.2019 - 11:14

Application offensive for ultrafast lasers in the kW range

Experts from 13 different Fraunhofer institutes are working on the development of multi-kW ultrafast lasers and various applications in the Fraunhofer Cluster of Excellence Advanced Photon Sources CAPS.

A user facility with application laboratories in Aachen and Jena is being created for this purpose, laboratories in which partners from industry and research can work with the new technology.

Among experts, ultrafast (USP) lasers have long been an insider tip: They can process almost any material and are characterized by the highest precision during ablation. However, the systems in the market still do not have enough power to serve many applications with high throughput requirements.

By initiating the Fraunhofer Cluster of Excellence Advanced Photon Sources CAPS, the Fraunhofer-Gesellschaft has set out to change this sustainably. From the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, Hans-Dieter Hoffmann puts it in a nutshell: “We want to combine the precision of the USP laser with the surface throughput of modern cutting and welding lasers”.

For this purpose, the cluster will initially advance the development of laser sources. While the Fraunhofer ILT engineers are working on slab and disk lasers, Fraunhofer Institute for Applied Optics and Precision Engineering IOF in Jena will focus their attention on fiber lasers. “We have now reached 3.5 kW and want to scale the system up to 10 kW this year”, says Professor Jens Limpert from Fraunhofer IOF. Limpert and Hoffmann manage the central office of the cluster.

Application laboratories will start in 2019

Laser source development is, however, only a first step. Fraunhofer CAPS is designed in such a way that the institutes are also researching compatible process technology and applications at the same time. Partners from science and industry are invited to participate. For them, the cluster acts as a virtual institute in which the experts from the 13 Fraunhofer institutes – FEP, IAF, IIS, IKTS, IMWS, ISE, ISIT, ITWM, IWM, IWS, IZI and ILT and IOF – offer their combined expertise.

Presently, the facilities of the first application laboratory in Aachen are being completed for application development with multi-kW ultrafast lasers. The official inauguration will take place on September 18, 2019, coinciding with the opening of the Research Center Digital Photonic Production (RCDPP) of RWTH Aachen University. The application laboratory in Jena will open in the fourth quarter of 2019.

In addition to the multi-kW ultrafast laser sources, the jointly developed system technology is available in the application laboratories. There, engineers will explore applications in four future fields: production, imaging, materials and fundamental science. The goal is to bring together the various expertise in the areas of laser sources, process technology and application in such a way that the partners can create competitive concepts that also fit into the vision of a digitized factory.

The advantages of the new ultrafast lasers are evident, for example, in the large-area machining of ultra-hard materials. Thus, diamond-composite ceramic pipes for use on the seabed can be processed precisely and quickly with the laser. Other examples are photovoltaic or battery manufacturing, where the USP laser can drill and pattern quickly and accurately.
In addition to the kW sources in the infrared, coherent radiation in the EUV range will also be generated in Aachen and Jena. The user facility in Jena is dedicated to provide unprecedented coherent EUV power. This is especially interesting in the future field of imaging. Coherent EUV radiation can be used to image biological or semiconductor structures in the nanometer range, for example, to analyze defects on lithography masks in chip production.

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Photos of LASYS

  • LASYS 2020: PM Nr. 3

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    LASYS und BMWi bieten 2020 erneut eine Plattform für Start-ups.BILDNACHWEIS MESSE STUTTGART
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  • LASYS 2020: PM Nr. 3

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    Junge Unternehmen aus Deutschland profitieren vom geförderten Gemeinschaftsstand des BMWi zur LASYS 2020.BILDNACHWEIS MESSE STUTTGART
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    Vom 16. bis 18. Juni 2020 können sich Start-ups zu besonders attraktiven Konditionen vorzustellen einem internationalen Fachpublikum präsentieren.BILDNACHWEIS MESSE STUTTGART
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    Prof. Dr. Thomas Graf, Direktor des Instituts für Strahlwerkzeuge (IFSW) der Universität Stuttgart und Veranstalter der Stuttgart Lasertage.BILDNACHWEIS MESSE STUTTGART
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    Vom 16. bis 18. Juni 2020 öffnet die LASYS – Internationale Fachmesse für Laser-Materialbearbeitung – in Stuttgart bereits zum siebten Mal ihre Tore. (Hauptbild)BILDNACHWEIS MESSE STUTTGART
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    An drei Messetagen stehen dann Lasersysteme, laserspezifische Maschinensubsysteme und Strahlquellen im Fokus von Ausstellern und Fachbesuchern.BILDNACHWEIS MESSE STUTTGART
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    Die LASYS 2020 in Stuttgart ist der „Place to be(am).BILDNACHWEIS MESSE STUTTGART
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    Führende nationale und internationale Hersteller treffen hier auf Geschäftspartner mit konkreten Aufgabenstellungen und individuellen Anforderungen für Laser-Systemlösungen und -Applikationen.BILDNACHWEIS MESSE STUTTGART
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    Fachbesucher können auf der LASYS die Vielfalt des Lasers live erleben – 2018 waren 116 Maschinen vor Ort – und erhalten einen Eindruck wie leicht sich Komponenten integrieren lassen.BILDNACHWEIS MESSE STUTTGART
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  • Lasys 2020 PM Nr: 1

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    Die LASYS zeigt branchen- und materialübergreifend die Lasertechnologie in der industriellen Fertigung von morgen.BILDNACHWEIS MESSE STUTTGART
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    Der Mix aus Fachmesse und hochkarätigem Rahmenprogramm versammelt alle zwei Jahre die Experten aus Industrie und Wissenschaft in Stuttgart. Fester Bestandteil sind die Stuttgarter LasertageBILDNACHWEIS MESSE STUTTGART
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  • Lasys 2020: PM Nr. 1

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    Die LASYS als internationale Fachmesse für die Laser-Materialbearbeitung richtet sich an industrielle Anwender und hat sich seit 2008 zu einem Top-Termin für die Branche entwickelt.BILDNACHWEIS MESSE STUTTGART
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    LASYS bietet Planungssicherheit – neuer Termin 21. bis 23. Juni 2022BILDNACHWEIS MESSE STUTTGART
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  • Lasys 2020: PM Nr. 4

    Lasys 2020: PM Nr. 4

    Bei der LED-Produktion beschriften die PowerLine E 8 QT Lasermarkierer von Coherent Leadframes (Träger) mit winzigen 2D-Matrixcodes, die aus Punkten von nur 43 Mikrometern Durchmesser bestehen.Coherent
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  • LASYS 2020: PM Nr. 5

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    Mit der neu entwickelten GL.smart von GFH, die bis zu 16 simultane Achsen birgt, lassen sich mittels UKP-Laserstrahlen vielseitige Mikrobearbeitungsaufgaben wirtschaftlich ausführen. Neben einer Kombinationsbearbeitung von Laserbohren, -drehen,- und -schneiden ist eine Output-Steigerung durch die Parallelbearbeitung auf zwei Stationen möglich.BILDNACHWEIS GFH GmbH
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    Mit der Einführung der BLIZZ-Laserserie von InnoLas Photonics steht ein Laser zum wirtschaftlichen Depaneling zur Verfügung. Berührungsloses, schnelles und staubarmes Laserschneiden von Platinen ist nun bei gleichzeitig sehr guter Qualität möglich, auch bei dünnen Substraten.BILDNACHWEIS InnoLas Photonics GmbH
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    Laseranlagen von LPKF ermöglichen es, dass sich mit Laser-Depaneling die Schnittflächen reduzieren lassen, da auf breitere Fräswege und größere Abstände der SMT-Komponenten zu den Schnittkanten verzichtet wird. Damit können bis zu 30 Prozent Materialersparnis erreicht werden.BILDNACHWEIS LPKF
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    Präzises Schneiden – auch flexibler Materialien – ist für Lasersysteme von LPKF kein Problem – und das bei größtmöglicher Designfreiheit.BILDNACHWEIS LPKF
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    Starr-flexible Leiterplatten werden bei ATLAS EMS in die LPKF MicroLine 2000 eingelegt. Da die Baugruppen kompakt und randnah platziert sind und das starr-flexible Material anspruchsvoll in der Bearbeitung ist, erweist sich Trennen mittels Lasertechnologie hier als ideal.BILDNACHWEIS ATLAS EMS
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    ATLAS EMS setzt ein MicroLine Lasersystem von LPKF zum Nutzentrennen ein. Die schnelle Einrichtung der jeweiligen Jobs ist hier ein wichtiger Faktor für eine effiziente Produktion.BILDNACHWEIS ATLAS EMS
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    Ein neuartiges Laser-CNC-Bearbeitungszentrum zum 3D-Lasermikroschweißen hat Schüssler Technik entwickelt. Durch hochgenaue Achsbewegungen lassen sich filigrane Bauteile in unterschiedlichsten Positionen (5+2-Achs) mühelos fügen.BILDNACHWEIS Schüssler Technik GmbH
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    LogoBILDNACHWEIS MESSE STUTTGART
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  • LASYS 2020: PM Nr. 3

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    Was die ‚lastgerechte und flexible Bauteilgestaltung‘ von E-Fahrzeugen anbelangt, verfolgt beispielweise das Fraunhofer Institut für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) den Ansatz, crash-relevante Karosseriestrukturen individuell zu verbessern. Hier die lokale Laserbehandlung einer hochbeanspruchten Zone eines crashrelevanten Karosseriestrukturbauteils im TestFraunhofer Institut für Werkstoff- und Strahltechnik
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    Diffraktive optische Elemente von Laser Components formen den optimalen Strahl für industrielle Anwendungen etwa beim Bearbeiten von Komponenten der E-MobilitätLaser Components GmbH
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    Mit Lasersystemen von Laserline, die ‚blaues Laserlicht, nutzen, kann der Energieeintrag in Kupfer so gut gesteuert werden, dass erstmals Wärmeleitungsschweißprozesse ohne Verdampfen und Dampfkapillare möglich sind. Dies ergibt spritzerfreie Prozesse.Laserline GmbH
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    Die schlüsselfertigen automatisierten Produktionsanlagen von SITEC Industrietechnologie richten den Fokus auf Wirtschaftlich- und Nachhaltigkeit bei der Produktion von Komponenten für die E-Mobilität. Neuartige automatisierte Laseranlagen schweißen in hoher Qualität die Kupfer-Hairpins am Stator des Elektromotors.SITEC Industrietechnologie GmbH
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  • LASYS 2020: PM Nr. 3

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    SITEC Industrietechnologie antwortet auf die Herausforderungen der Mobilität mit neuartigen automatisierten Laseranlagen etwa für Schweißprozesse an Baugruppen der Leistungselektronik, an Statoren oder wie hier an Bipolarplatten für Brennstoffzellen.BILDNACHWEIS MESSE STUTTGART
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    Laseranlagen von Trumpf entlacken Hairpins mit dem Laser, die anschließend ineinander verdreht und mittels Laserstrahl verschweißt werden. Mit dem Hairpin-Verfahren ist laut Trumpf eine automatisierte Produktion großer Stückzahlen von Statoren des Elektromotors wirtschaftlich möglich.Trumpf GmbH & Co. KG
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    Der Laser-Folien-Markierer LFM 100 von Bluhm Systeme ist eine innovative Mischung aus Etikettendrucker und Lasersystem, der Typenschilder laserbeschriftet. Die seewasserfeste und selbstklebende Lackfolie ist günstiger und flexibler als die üblichen Edelstahl-Typenschilder.Bluhm Systeme GmbH
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    Im Trend liegt „Natural Branding“. Bluhm Systeme hat hier das Lasersystem eSolarMark plus entwickelt, das gleich vier Früchte innerhalb eines Taktes beschriftet. Auch Backwerk lässt sich ohne Etikett mit dem Laser beschriften.Bluhm Systeme GmbH
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    Mit seiner PowerLine-Serie deckt Coherent ein breites Anwendungsspektrum beim Lasermarkieren ab: Erst kürzlich ist dem Unternehmen zusammen mit einem Partner gelungen, einen neuen Kunststoff für Ohrmarken von Tieren hinsichtlich Gesundheitsverträglichkeit und Lasermarkierbarkeit zu optimieren.Coherent
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    Um Schnelligkeit geht es beim PowerLine E Twin von Coherent. Zwei Lasermarkiereinheiten beschriften gemeinsam ein Werkstück. Das Besondere hierbei ist, dass das System über Hard- und Software-Schnittstellen wie ein einzelner Lasermarkierer gesteuert wird.Coherent
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    Zur effizienten Teilekennzeichnung hat Gravotech eine kompakte und sichere Lösung entwickelt, den Laserschutztrichter Mini-Inline. Er vereinfacht den Einsatz von Lasertechnik in Fertigungslinien und macht ihn deutlich effizienter als zuvor. Bildnachweis:Gravotech GmbH
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    Das neuartige Lasersystem WeLase von Gravotech kann durch den Einsatz unterschiedlicher Laserquellen (CO2, Faser, YAG oder Green) an fast jede Kundenanforderung angepasst werden: Lasermarkierung der nächsten Generation!Gravotech GmbH
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    LASYS 2020: PM Nr. 4

    Produktpersonalisierung kurbelt den Markt für Lasermarkiersysteme an. Viele Massenprodukte wie a)Brille, b)Uhrenarmband oder andere Geschenkeartikel lassen sich auf einfache Weise individualisieren. Das Lasermarkiersystem WeLase ist laut Hersteller Gravotech eine ideale Lösung für In-Store-Personalisierung.Gravotech GmbH
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    LASYS 2020: PM Nr. 4

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    Die Experten von LightPulse Laser Precision empfehlen Schwarzmarkieren mittels Ultrakurzpuls-Laser für medizintechnische Instrumente und Implantate, Schwarzmarkieren eignet sich hier sehr gut, weil es sehr kontrastreich, korrosionsbeständig und dauerhaft lesbar ist.LightPulse Laser Precision
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