Lasermaterialbearbeitung

Das Technologiespektrum der AG alp im Bereich der Lasertechnik reicht von Makrobearbeitungen mit Lasern mit mittleren Leistungen im Kilowatt Bereich bis hin zu Mikro- und Nanobearbeitungen mit ultrakurzen Laserpulsen.

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Photonik

Die angewandte Photonik umfasst die klassischen photolithographischen Technologien zur Herstellung von integrierten photonischen Bauelementen sowie optische Messtechnik und Sensorik.

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Additive Fertigung

Das Technologiefeld der additiven Fertigung ermöglicht die generative Erstellung von freien Geometrien aus verschiedensten Materialklassen von Kunststoffen bis zu Metallen basierend auf photonischen und thermischen Prozessen.

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Projekte

Die Durchführung öffentlich geförderter Forschungsprojekte in Zusammenarbeit mit Industriepartnern sowie industrievollfinanzierte Forschungsprojekte sind Kernelemente der Forschungstätigkeit der AG alp.

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Kooperation

Kooperationsmöglichkeiten für Unternehmen mit der AG alp reichen von Dienstleistungsaufträgen über kleine und mittlere Projekte bis zu Kooperationsverträgen und gemeinsamen öffentlich geförderten Forschungsprojekten.

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Publikationen

Mit regelmäßigen Publikationen in Fachjournalen und auf internationalen Konferenzen dokumentiert die AG alp ihre Forschungs- und Entwicklungsergebnisse.

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Team

Unter der Leitung von Prof. Dr. Hellmann setzt sich die Arbeitsgruppe für angewandte Lasertechnik und Photonik aus Ingenieuren, Physikern, Chemikern, Materialwissenschaftlern, Technikern sowie Studierenden zusammen.

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Ausstattung

Für Forschungs- und Entwicklungsprojekte sowie Dienstleistungen stehen Labore mit einer hochwertigen, industrienahen Ausstattung zur Verfügung (Laborfläche: 1400 m²).

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Leitbild

Die fachliche Ausrichtung der AG alp orientiert sich an den Bedarfsfeldern der Hightech Strategie. Etablierte Abläufe und moderne Ausstattung gewährleisten einen niederschwelligen Technologietransfer.

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Open Innovation Lab

Das OIL ist eine Forschungseinrichtung der AG alp zur Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit regionaler Wirtschaft und bietet einen niederschwelligen Technologietransfer auf der Basis der vorhandenen Kompetenzen und Ausstattungen.

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Dienstleistungen

Die AG alp bietet in all ihren Technologiefeldern forschungsnahe Dienstleistungen an.

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Zentrum für
additive Fertigung

Das Zentrum für additive Fertigung (ZAF) der AG alp am Technologietransferzentrum der TH Aschaffenburg (ZeWis) bietet eine praxisorientierte Schnittstelle zwischen Wirtschaft und Forschung.

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März 2024

KI in der Lasermaterialbearbeitung

Mit gleich zwei jüngst veröffentlichten wissenschaftlichen Beiträgen in internationalen Fachjournalen trägt die AG alp zu Anwendungen der KI in der Lasermaterialbearbeitung bei.
In seiner Veröffentlichung „Full Penetration Detection in Fiber Laser Remote Cutting of Electrical Steel Sheets from In-Situ Monitored Images using Convolutional Neural Networks" im Journal of Laser Applications stellt der iDok Doktorand Max Schleier einen Workflow diverser CNNs (convolutional neural network) vor, die auf einem individuellen Datensatz mit Bildern der Schmelze aus der Prozesszone beim Laser-Remote-Schneiden trainiert wurden. Beim Remote-Schneiden wird mit Geschwindigkeiten von bis zu 7 m/s nach mehreren Überfahrten ein vollständiger Schnitt erreicht. Mit dem trainierten CNN-Modellen kann anschließend in Echtzeit der Zeitpunkt des Durchschnittes erfasst werden, bevor das Werkstück bei zu vielen Überfahrenten wieder ans Blech schweißt.
Die iDok Doktorandin Yongting Yang präsentiert in ihrer Veröffentlichung „Development of a dynamic beam stabilization system for a six-axis ultrashort pulsed laser robot" im Journal of Intelligent Manufacturing neueste Forschungsergebnisse zur Strahl­lage­stabilisierung für ein Ultrakurzpulslaserrobotersystem mittels eines neuralen Netzwerks, dessen Implementierung die Strahl­stabilisierungs­zeit deutlich reduziert. Dadurch wird die flexible und effiziente 3D-Lasermikrobearbeitung für indus­tri­elle Anwendungen ermöglicht.
iDok ist das Doktorandinnen- und Doktorandenkolleg der TH Aschaffenburg.

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Februar 2025

Gelungene Promotion

Mit sehr gutem Ergebnis hat Jan Marx vom Lehrstuhl für Laser­anwendungs­technik (LAT) der Ruhr-Universität Bochum (Leitung Prof. Dr. Ostendorf) am 26. Februar seine Promotion zum Dr.-Ing. abgelegt. Der Inhalt der Dissertationsschrift mit dem Titel "Einsatz von Besselstrahlen zur Präzisionsbearbeitung intransparenter Materialien" entstand in Teilen im Rahmen einer engen Kooperation zwischen dem Lehrstuhl LAT und der Arbeitsgruppe für Angewandte Lasertechnik und Photonik (AG alp) der TH Aschaffenburg. Daher übernahm Prof. Dr. Ralf Hellmann (Leiter der AG alp) gemeinsam mit Prof. Ostendorf die Begutachtung der Doktorarbeit und Prüfung von Herrn Marx.
Mit Herrn Marx wurde insbesondere im Rahmen eines ZIM-Projektes des BmWi gemeinsam an der Erzeugung von Muli-Besselstrahlen sowie der Weiterentwicklung von räumlichen Lichtmodulatoren geforscht. Diese Zusammenarbeit erfolgte darüber hinaus mit den Industriepartnern GFH und Holoeye.

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Januar 2025

Editor’s Pick – Beitrag der AG alp zum maschinellen Lernen in der Prozessüberwachung beim Laserschneiden wird ausgezeichnet

Im Rahmen der Forschungsarbeit zur Prozessüberwachung in der Laser­material­bearbeitung hat die AG alp neuste Ergebnisse in der Fach­zeitschrift „Journal of Laser Appli­cations“ veröffentlicht.
Im Beitrag „Vision Transformer based Cut Interruption Detection and Prediction of Laser Fusion Cutting from Monitored Melt Pool Images“ wird ein Workflow vorgestellt, der das Training des Vision Transformers an einem Datensatz mit Bildern der Schmelze aus der Prozesszone zeigt. Mit dem trainierten Model können anschließend unvollständige Schnitte in Stahl und Aluminium erkannt und teilweise vorausgesagt werden. Im Gegensatz zu klassischen regelbasierten Algo­rithmen in der Bildverarbeitung, die oft manuelle Anpassungen an neue Prozesse und Systeme erfordern, können mit Methoden des maschinellen Lernens sensorbasierte Prozess­überwachungen durch Training der Modelle dynamisch angepasst werden. Darüber hinaus werden Muster und Zusammenhänge im Datensatz zuverlässig erkannt, die zuvor nur schwer oder gar nicht zu erkennen waren.
Die Editoren des Journals of Laser Applications sind der Meinung, dass die Arbeit besonders nennenswert ist, und haben die Veröffentlichung als „Editor’s Pick“ ausgewählt. Diese Anerkennung hebt die Relevanz und Qualität der Arbeit hervor. (J. Laser Appl. 37, (2025), doi: 10.2351/7.0001611)

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