Highlights des Monats - 2017

Die NanoPhotonics Australasia 2017, eine multidisziplinäre Konferenz über neue nanophotonische Technologien und deren Anwendungen in den Bereichen Photonik, Energie, Sicherheit, Information und Medizin, bot der Doktorandin Anika Trautmann die Möglichkeit aktuelle Ergebnisse im Bereich des Laserdirektschreibens von dreidimensionalen Strukturen für Anwendungen in der Gewebezüchtung vorzustellen. Mit ihrer Präsentation konnte Anika Trautmann sowohl das Interesse der internationalen Konferenzteilnehmer auf sich ziehen als auch die Jury von ihrem Beitrag überzeugen und somit bei der abschließenden Preisverleihung einen der begehrten Preise für den besten Konferenzbeitrag gewinnen. Dies rundete die Teilnahme an einer großartigen Konferenz mit informativen Vorträgen, Erfahrungsaustausch unter Wissenschaftlern und neugeknüpften Kontakten in Australien ab.

Christophe Pin von der Hokkaido University, Anika Trautmann und Liu Tao vom Changchun Institute of Optics and Fine Mechanics and Physics (v.l.n.r.) auf der NanoPhotonics Australasia Konferenz in Melbourne.

Gemeinsam mit internationalen Experten aus den Gebieten der optischen Fasersensorik und Mikrostrukturierung mittels Ultrakurzpulstechnik tauschten sich die Wissenschaftler der Arbeitsgruppe Angewandte Lasertechnik und Photonik der Technischen Hochschule Aschaffenburg aus.
In Malaysia knüpften die Aschaffenburger erneut Kontakt zur „Lightwave Communication Research Group“ der technischen Universität Malaysia (UTM) und diskutierten Möglichkeiten der Zusammenarbeit im Bereich optische Fasersensorik.
In Singapur knüpfte Prof. Hellmann und sein Team Kontakt zur Nanyang Technological University, eine der Top 3 technisch orientierten Universitäten in ganz Asien. Am TPI (The Photonics Institute) fand ein Expertenworkshop zu den Themen optischen Fasersensorik und Mikrostrukturierung mittels Ultrakurzpulstechnik statt bei dem die Wissenschaftler aus Singapur und Aschaffenburg Themen für zukünftige gemeinsame Forschungsprojekte identifizierten.

Prof. Ralf Hellmann, Dr. André Edelmann sowie die Doktoranden Steffen Hessler und Stefan Rung vor dem Eingang der Technische Universität Malaysia.

Auf dem diesjährigen Bayerischen Patentkongress in München stellte die Doktorandin Anika Trautmann der Arbeitsgruppe Angewandte Lasertechnik und Photonik Vertretern aus Wirtschaft, Wissenschaft und Politik ein hybrides 3D-Druckverfahren aus Stereolithografie und Zwei-Photonen-Absorption vor. Nach einem Vortrag zum Herstellungsverfahrens, welches im August in einem Patent der TH Aschaffenburg veröffentlicht wurde, durfte Anika Trautmann in einer Gesprächsrunde mit Herrn Wolfram Schrag vom Bayerischen Rundfunk und Erfindern von der TU München und der Hochschule München Fragen zur Entstehung der Erfindung und der Entwicklung des ersten Prototypens beantworten. Aktuell arbeiten die beiden Erfinder des neuen Verfahrens, Prof. Ralf Hellmann und Anika Trautmann, mit Hochdruck daran ihren Prototypen fertigzustellen und erste Demobauteile zu fertigen.

Anika Trautman stellte ein hybrides 3D-Druckverfahren aus Stereolithografie und Zwei-Photonen-Absorption auf dem diesjährigen Bayrischen Patentkongress in München vor [3].

An der diesjährigen International Physics School on Applied Photonics der Deutschen Physikalischen Gesellschaft nahm die Aschaffenburger Doktorandin Anika Trautmann der Arbeitsgruppe Angewandte Lasertechnik und Photonik zusammen mit Teilnehmern aus acht Ländern teil und präsentierte dabei selbst den aktuellen Stand ihres Promotionsthemas. Am Ende einer intensiven Woche brachte Anika Trautmann, die auch Mentee des hessischen Fördernetzwerkes Scimento für junge Wissenschaftlerinnen ist, den Best Poster Award mit nach Aschaffenburg. In ihrem Beitrag “3D direct laser writing of medical devices with shortened process duration” überzeugte Frau Trautmann die Jury, die sich aus Experten aus Forschung und Industrie aus Europa, den USA zusammensetzte.

Anika Trautmann wird weitere Ergebnisse ihrer Promotionsarbeit auf der diesjährigen Konferenz NanoPhotonics Australasia in Melbourne mit dem Beitrag „Large 3D direct laser written scaffolds for tissue engineering applications“ vorstellen.

Anika Trautmann (links) bei ihrer Auszeichnung für den Best Poster Award

Mit der Heißisostatischen Presse QIH 15L MURQ der Firma Quintus ist die AG alp seit August 2017 in der Lage die thermische Nachbehandlung der Bauteile aus dem Bereich des Selektiven Laserschmelzens komplett eigenständig und vor Ort durchzuführen. Neben einem abgedeckten Temperaturbereich von bis zu 1400°C ist außerdem eine thermische Behandlung unter Drücken von bis zu 2070 bar möglich. Vorteile dieser Nachbehandlung sind die resultierenden isotropen mechanischen Eigenschaften des Materials und die gezielte Einstellung mechanischer Eigenschaften. Außerdem werden eventuell durch den Druckprozess vorhandene Kavitäten im Material geschlossen, sodass eine Bauteildichte von 100% garantiert werden kann. Komplettiert wird die Anlage durch eine Schnellabkühlfunktion, dem sogenannten Quenching, was eine gezielte Gefügeeinstellung zulässt.

Heißisostatischen Presse QIH 15L MURQ der Firma Quintus

Für die Mobilisierung von klein- und mittelständischen Unternehmen (KMU) für Industrie 4.0 forciert das Bundesministerium für Bildung und Forschung BMBF deutschlandweit die Qualifizierung von F&E-Zentren, die Unternehmen bei der Implementierung und Umsetzung von Industrie 4.0 unterstützen. Nach ihrer Bewerbung und einem am Technologietransferzentrum ZeWiS durchgeführten Klassifizierungsworkshops durch die nationale Kontakt- und Koordinierungsstelle für Industrie 4.0 wurde die Arbeitsgruppe Angewandte Lasertechnik und Photonik (AG alp) jüngst als „Industrie 4.0 Testumgebung für KMU“ auf der deutschen I-4.0-Landkarte des BMBF aufgenommen. Wichtige Auswahlkriterien waren dabei Exzellenz, Innovationshöhe und wirtschaftliches Potenzial. Deutschlandweit sind aktuell gut 30 klassifizierte I 4.0-Testumgebungen zu finden, von denen 90% die Industrien Automobil, Luftfahrt, Mobilität, Energie, Maschinen- und Anlagenbau und Automatisierung abdecken. Dabei konnte die AG alp insbesondere mit ihren Angeboten in den Bereichen der Sensorik und Additiven Fertigung (3D-Druck) überzeugen. Durch diese Maßnahme wird sich die Aschaffenburger Gruppe verstärkt mit der Erprobung und Umsetzung digitalisierter Prozesse und Produkte im Rahmen von Kooperationsprojekten mit KMU beschäftigen.

Belastungstest von gedruckten Gitterstrukturen für Aluminiumleichtbau

Seit Juli 2017 verfügt die AG alp ergänzend zur vorhandenen Ausstattung im Bereich des Selektiven Laserschmelzens über eine hybride Fräs- und Laserschmelzanlage des Herstellers Matsuura. Die Lumex Avance-25 gestattet den Aufbau hochkomplexer Geometrien in Kombination mit 3-achsigem Hochgeschwindigkeitsfräsen, was eine Nachbearbeitung bezüglich der Oberflächenrauheit in vielen Fällen überflüssig macht. Der Bauraum der Anlage umschließt 250 x 250 x 175 mm³, was sowohl die Fertigung von Kleinteilen als auch den Aufbau größerer Funktionsbauteile ermöglicht. Anwendungsbeispiele sind etwa konturnahe Kühlkanäle, welche eine sehr niedrige Rauheit an der Innenseite der Kanäle aufweisen müssen, oder Passungen, welche exakt auf Maß eingestellt werden.

Hybride Fräs- und Laserschmelzanlage Lumex Avance-25 des Herstellers Matsuura

Die Arbeitsgruppe Angewandte Lasertechnik und Photonik präsentiert über vier Tage ihr Leistungsportfolio auf der internationalen Lasermesse und dem World of Photonics Congress in München. Die Messe ist die größte Lasermesse weltweit und findet im jährlichen Wechsel in Deutschland und China statt. Den Messestand teilten sich die Aschaffenburg Forscher mit den Kollegen des Polymerfaserzentrums der Hochschule Nürnberg, dem Laserlabor der Hochschule München und dem Photonics-Cluster der Universität München. Aus dem Wirtschaftsministerium besuchte Regierungsdirektor Dr. Schwab den Messestand und informierte sich über die Bedeutung der Lasertechnik und Photonik in Industrie und Gesellschaft, wobei ihm mit Blick auf die bayerische Spitzenposition insbesondere die Rolle der Photonik in der Medizintechnik interessierte.

Die Doktoranden Benedikt Adelmann und Stefan Belle (v.l.n.r.) am Stand der AG alp auf der Laser World of Photonics 2017 in München.

Die AG alp präsentiert und diskutiert gemeinsam mit dem Landtagsabgeordneten Dr. Fahn und Vertretern des Vereins „Bürger für Europa“ und 35 Schülern und Schülerinnen des Friedrich Dessauer Gymnasiums über Europa und wie sich europäische Projekte vor Ort auswirken. Prof. Hellmann berichtet dabei über das Open Innovation Lab, dass im Rahmen des EFRE Programms gefördert wird, sowie über zwei weitere europäische Projekte, die gemeinsam mit italienischen, belgischen und österreichischen Unternehmen durchgeführt werden und stellt dabei heraus, wie diese Projekte in der Region wirken.

Im Rahmen von Laborpräsentationen begeisterten sich die Schüler und Schülerinnen zu Themen wie 3D-Druck, Nanotechnologie und Mikrobearbeitung.

Dr. Fahn und Vertreter des Vereins „Bürger für Europa“ sowie 35 Schüler und Schülerinnen der 11. Klasse des Friedrich Dessauer Gymnasiums zu Gast im Open Innovation Lab.

Der Präsident der European Optical Society Prof. Dr. Jahns besuchte mit seiner eigenen Arbeitsgruppe für Mikro- und Nanophotonik die Aschaffenburger AG Angewandte Lasertechnik und Photonik an den beiden Standorten der Hochschule in Aschaffenburg und dem Technologietransferzentrum ZeWiS in Obernburg. Dabei zeigte er sich begeistert von den Aschaffenburger Forschungsarbeiten, der großen Praxisnähe und der apparativen Ausstattung der AG alp. Im Rahmen eines Fachvortrages wurden ihm insbesondere aktuelle Arbeiten aus dem Bereich der Nanotechnologie und der Herstellung von Polarisationskonvertern für Terahertzstrahlung vorgestellt.

Im Mai fand die 3. Akademie des Graduiertenkollegs der AG alp in Mölten statt. Im Mittelpunkt des Graduiertenkollegs stand die Teambildung und der Wissenstransfer bei den Mitgliedern der Arbeitsgruppe.

3. Akademie des Graduiertenkollegs der AG alp

Zwei Doktoranden/-innen und Masterstudenten/-innen der AG alp besuchten im April die internationale Konferenz microCAD in Miskolc/Ungarn und hielten jeweils einen Fachvortrag über ihre aktuellen Forschungsergebnisse. Sabrina Koss hielt einen Vortrag zum Thema "Efficient Selective Laser Melting of AlSi10Mg0.5", Lisa Riedel zum Thema "Design Rules to Prevent Thermal Distortion of Large Area Components Manufactured by Selective Laser Melting", Simon Schwarz mit dem Thema "High Quality One-Dimensional Low Spatial Frequency Lipss on Sapphire Generated by Top-hat Beam Shaped Ultrashort-Pulsed Laser" und Benjamin Schiller zum Thema "Characterization of Surface Quality for Inconel 625 Components Manufactured by Selective Laser Melting".

Die Masterstudenten/-innen Benjamin Schiller und Lisa Riedel sowie die Doktoranden/-innen Sabrina Koss und Simon Schwarz (v.l.n.r.) vor dem Eingang der Universität Miskolc.

Die Arbeitsgruppe für angewandte Lasertechnik und Photonik erweitert ihre Ausstattung im Bereich der Lasertechnik um eine Anlage für das Lasertransmissionsschweißen von Kunststoffen. Das Verfahren ermöglicht das Verschweißen eines transparenten Fügepartners mit einem absorbierenden Bauteil. Die industrielle Anlage der Firma Leister verfügt über einen Faserlaser und einen Diodenlaser mit einer optischen Ausgangsleistung von jeweils 300 W. In der AG alp wird an dieser Anlage an der Prozessoptimierung durch innovative Strahlformungskonzepte sowie an der Integration des Verfahrens in photonische Prozessketten geforscht.

Kunststoffschweißanlage

Doktorandin der AG alp im Bereich additive Fertigung stellt auf der ISAM2017 (International Symposium on Additive Manufacturing) in Dresden ihr Thema "Untersuchung zur Aufbauratensteigerung beim selektiven Laserschmelzen einer AlSi-Legierung durch eine höhere Laserleistung".

Frau Koss stellt ihre aktuellen Forschungs-ergebnisse auf der ISAM2017 vor

Zwei Doktoranden der Arbeitsgruppe für Angewandte Lasertechnik und Photonik besuchten im Januar die weltgrößte Messe und Konferenz für Photonik "Photonics West" in San Francisco und stellten ihre aktuellen Forschungsergebnisse einem breiten Publikum vor. Maiko Girschikofsky hielt einen Vortrag zum Thema "Fabrication of Bragg grating sensors in UV-NIL structured Ormocer waveguides", Manuel Rosenberger stellte im Rahmen einer Postersession das Thema "Polymer planar waveguide Bragg gratings: fabrication, characterization, and sensing applications" vor.

Herr Rosenberger bei der Postersession auf der Photonics West in San Francisco