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Highlights auf der Laser 2003

24.04.2003 - (idw) Fraunhofer-Gesellschaft

Schneller Zahn aus Titan! Oder suchen Sie etwa glänzenden Marmor ohne Rutschgefahr? Wer mehr zu diesen Themen wissen will, sollte den Fraunhofer-Gemeinschaftsstand auf der Laser '03 in München vom 23. bis 26. Juni besuchen. Auf der weltweit führenden Fachmesse für Lasertechnik präsentieren auf 160 Quadratmetern das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT, für Werkstoff- und Strahltechnik IWS und die Patentstelle für die deutsche Forschung PST zusammen mit ihren Industriepartnern Highlights ihrer Innovationen.

Der Zahnersatz ist eine typische Aufgabe für die individualisierte Massenproduktion. Zurzeit wird in den Dentallabors jedes Bauteil einzeln in einem aufwändigen manuellen Prozess abgeformt und gegossen. Mit Hilfe des Selective Laser Melting (SLM) Verfahren läßt sich der Prozess von einer Woche auf zwei Tage verkürzen. Dabei sichert das Rapid-Prototyping-Verfahren hundertprozentige Dichtheit bei optimaler Zugfestigkeit. Generative Fertigungsverfahren, die Bauteile Schicht für Schicht auf der Grundlage von CAD-Daten aufbauen, werden bereits erfolgreich im Werkzeug- und Formenbau eingesetzt.

Nun hat das Aachener Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT in Kooperation mit der Firma Trumpf in Ditzingen und der BEGO Medical AG in Bremen das Verfahren auf den Bedarf der Dentaltechnik angepasst. Üblicherweise stellen Zahntechniker manuell metallische Gerüste für Brücken und Kronen her, die als Unterbau für die keramische Verblendung dienen. Der aufwändige Herstellungsprozess mit den Arbeitsschritten Gipsmodell, Artikulator, Wachsmodellation, Einbetten bis hin zum Guss dauert bis zu einer Woche. Mit dem neuen SLM-Verfahren kann sich der Zahntechniker stärker auf seine Kernkompetenz - der kundenspezifischen Gestaltung des Zahnersatzes, konzentrieren. Wie bisher erstellt er auf der Grundlage der Abformung des Gebisses, die er vom Zahnarzt erhält, ein Modell aus Gips. Dann beginnt die von der Firma BEGO initiierte digitale Prozesskette. Mit einem optischen Scanner erstellt das Labor ein digitales, dreidimensionales Abbild. Der Zahntechniker modelliert nun am Bildschirm die Brücke oder Krone. Anschließend werden die Daten elektronisch an die BEGO Medical AG weitergeleitet.

Mit dem SLM-Verfahren des Fraunhofer ILT entstehen dreidimensionale metallische Gerüste in wenigen Stunden. Diese gehen dann an das Dentallabor zur weiteren Verblendung. Neben dem Zeitgewinn bietet das SLM-Verfahren auch bessere Hafteigenschaften der Verblendung. Gegenüber konventionellen Verfahren entfällt das nachträgliche Aufrauhen der Gerüste durch den Zahntechniker. Auf der Laser '03 präsentieren das ILT und die Firma BEGO erstmals gemeinsam die Ergebnisse.

Ein weiteres Highlight auf dem Fraunhofer-Stand ist die Herstellung rutschfester Steinoberflächen mittels Lasertechnik. Glanz und Farbintensität des Materials bleiben erhalten. Hotels, Banken, Bahnhöfe oder Flughäfen empfangen ihre Besucher oft mit repräsentativen, glänzenden Fußböden aus Naturstein wie Granit. Die glatten polierten Oberflächen sind zwar schön anzusehen, doch wenn im Herbst und Winter Nässe und Schmutz hereingetragen werden, hat sich schon so mancher Besucher mit einem filmreifen Slapstick-Ausrutscher auf den Boden gesetzt. Um diese Gefahrenquelle auszuschalten, müssen die Natursteinböden trittsicher sein. Forscher vom Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS in Dresden entwickelten ein Verfahren mit dem die Steinoberflächen rutschfest gemacht werden - unter Beibehaltung der optischen Qualität.

Im Gegensatz zu herkömmlichen chemotechnischen Verfahren ist das Laserverfahren des IWS umweltfreundlicher und unabhängig von Umgebungsbedingungen. Ein gepulster Laserstrahl wird über zwei Scannerspiegel und eine Planfeld-Optik gelenkt. Bis zu 15 000 Mikrokrater werden pro Sekunde an der Oberfläche erzeugt. Durch Anpassung von Abstand und Abmessung der einzelnen Krater lassen sich verschiedene Grade der rutschhemmenden Wirkung herstellen. Nach der Bearbeitung verlieren die Steine nur geringfügig von ihrem Glanz und den strahlenden Farben. Während erste stationäre Anlagen bereits 1997 in die Produktion gingen, stellt nun das Fraunhofer IWS auf der Messe den Prototypen einer mobilen Anlage vor. Mit diesem System können bereits verlegte Steinplatten im Nachhinein mit den rutschhemmenden Strukturen versehen werden.

In den mobilen Laseranlagen zum Aufrauhen der Oberfläche von Natursteinen werden die neuesten Laserstrahlquellen, die auf dem Markt erhältlich sind, eingesetzt: die INNOSLAB-Laser. Der Hersteller - das Aachener Unternehmen EdgeWave GmbH, eine Fraunhofer Ausgründung - stellt sie auf der Messe vor. Bei dieser Weltpremiere handelt es sich um eine neue Generation diodengepumpter Festkörperlaser. Sie bringen wesentliche Verbesserungen im Vergleich zu konventionellen Festkörperlasern bei einer Reihe bestehender Anwendungen wie dem Strukturieren von Glas, Keramik und Metall. Darüber hinaus ermöglichen sie komplett neue Anwendungsgebiete wie das Tiefbohren in Glas. Die Vorteile des INNOSLAB-Konzeptes liegen in der Kombination von hoher Präzision und Qualität bei gleichzeitig ausgezeichneter Pulsbarkeit und hoher Leistungsfähigkeit. Die Systeme sind äußerst kompakt, was sehr vorteilhaft für die Integration in Anlagen ist. Die Firma Edge Wave präsentiert drei unterschiedliche INNOSLAB-Systeme, jeweils aus den Wellenlängenbereichen Infrarot, Grün und Ultraviolett.

Außerdem zeigen die Fraunhofer-Institute neuartige Laserstrahlquellen in verschiedenen Ausführungen und angepasst auf unterschiedliche Anwendungen in der produzierenden Industrie. Hierzu zählen unter anderem kompakte CO2-Laser, die über die Fraunhofer-Patentstelle PST von einem freien Erfinder vermarktet werden, sowie innovative Diodenlaser und diodengepumpte Festkörperlaser des Fraunhofer ILT. So werden multifunktionale Diodenlaser-Ringstrahlen für Fügeanwendungen und fasergekoppelte Hochleistungs-Slablaser mit einem Kilowatt Laserleistung aus einer 100 Meter langen Faser als Prototypen vorgestellt.

Auch bei den Laseranwendungen gibt es viel Interessantes auf dem Fraunhofer-Stand zu entdecken. Ob kompakte Hybridschweißköpfe für den Einsatz beim Laser-Lichtbogen-Hybridschweißen, Innenbearbeitungsoptiken für das Laser-Auftragschweißen, Prototypanlagen für das Simultanschweißen von Kunststoffen mit Diodenlasern, Anlagen zum induktiv unterstützten Laserstrahlschweißen oder Laserkleinhärteanlagen - für Systemhersteller und Laseranwender bieten die Fraunhofer-Institute maßgeschneiderte Lösungen aus einer Hand.


Für weitere Informationen besuchen Sie uns auf der Laser '03 in Halle B2, Stand 141 oder rufen Sie uns einfach an.

Ansprechpartner:
Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT
Dipl.-Phys. Axel Bauer
Telefon 02 41 / 89 06-1 09, Fax -1 21, bauer@ilt.fraunhofer.de
Steinbachstraße 15
52074 Aachen

Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS
Dr. Ralf Jäckel
Telefon 03 51 / 25 83-3 24, Fax -3 00, jaeckel@iws.fraunhofer.de
Winterbergstraße 28
01277 Dresden

Fraunhofer-Patentstelle für die Deutsche Forschung PST
Dr. Alrun Straudi
Telefon 0 89 / 12 05-1 67, Fax -4 98, alrun.straudi@pst.fraunhofer.de
Leonrodstaße 68
80636 München
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