CBC-GREEN

Entwicklung einer effizienten, neuartigen Strahlquelle für die Lasermaterialbearbeitung von Kupfer

Qualifizierung von 532 nm-cw-Grundmode-CBC-Faserlasern hoher Leistung für innovative Prozesse und Anlagen der Makromaterialbearbeitung von Rein-Kupferwerkstoffen (CBC-GREEN)

Motivation

Bauteile aus dem Werkstoff Kupfer stellen aufgrund sehr guter elektrischer und thermischer Eigenschaften Schlüsselkomponenten bei der Herstellung von Energiespeichersystemen, Leistungselektronik, Steuerungen und erforderlichen Kühlstrukturen dar. Bei der Bearbeitung von Kupfer mit heutigen Laserverfahren stößt man aufgrund des hohen Reflexionsgrades jedoch an Grenzen. Gelänge der Einsatz brillanter grüner Laser, die hohe Leistungen bei gleichzeitig hoher Strahlqualität ermöglichen, so ließe sich eine signifikante Steigerung der Prozesseffizienz und Performance bei der Lasermaterialbearbeitung von Kupfer erwarten.
 

Ziele und Vorgehen

Zielstellung des Verbundprojektes ist die Entwicklung sowie Prozessintegration einer brillanten 532 nm-cw-Laserstrahlquelle (cw: continuous wave) hoher Leistung für die flexiblere und effizientere Bearbeitung von Kupferwerkstoffen. Es soll eine Prozess- und Systemtechnikentwicklung für die Bereiche der Lasermaterialbearbeitung, der additiven Fertigung, des Laserstrahlschweißens und -schneidens erfolgen.
 

Innovation und Perspektiven

Im Projekt wird der systemtechnische Entwicklungsansatz verfolgt, frequenzverdoppelte Single Mode-IR-Lasermodule mittels Coherent Beam Combining (CBC) zu koppeln und damit erstmals cw-Leistungen von 500 W mit 532 nm Wellenlänge und mit Single Mode-Strahlqualität für Laserbearbeitungsprozesse zur Verfügung zu stellen. Innovative angepasste Hard- und Softwarelösungen sowie die Entwicklung adaptiver Strahlführungssysteme ermöglichen die flexible Einkopplung der neuartigen Strahlquelle in unterschiedliche Laserbearbeitungssysteme.

Kooperationen

Technologien und Kompetenzen am Fraunhofer IWS

 

Fügen

Das Fraunhofer IWS bietet komplette schweißtechnologische Lösungen an, von der Analyse des Werkstoffverhaltens über die Betrachtung der Auswirkungen des Fügeprozesses, die Verfahrensentwicklung bis hin zum Umsetzen in maschinentechnische Lösungen.

 

Laserabtragen und -trennen

Im Technologiefeld Laserabtragen und -trennen erforscht und entwickelt das IWS Verfahren und Systeme für die trennende und abtragende Bearbeitung mit Laserstrahlen. Schwerpunkte sind das Laserschneiden mit Gasunterstützung, die Remote-Laserbearbeitung sowie die Prozessmodellierung.

 

Additive Fertigung

Für die flexible und effiziente Fertigung individualisierter Produkte stehen generative Fertigungstechnologien zur Verfügung, mit denen moderne metallische und nichtmetallische Konstruktionswerkstoffe zu funktionalen Bauteilen und Strukturen verarbeitet werden.