Eine multidisziplinäre Forschungsgruppe in Hannover stellte vor Kurzem ihre Ziele vor. Laut einem Artikel auf der Website optics.org sollen ganze Lasersysteme gedruckt und neueste Anwendungen auf 3D-gedruckten Optiken basierend entwickelt werden. Das GROTESK Netzwerk („Generative Production of Optical, Thermal and Structural Components”) möchte optische Systeme künftig auf unterschiedliche Weise herstellen. Die Forschungsgruppe besteht aus Forschern der Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover (LUH), des Clausthaler Zentrums für Materialtechnik (CZM), der Hochschule Hannover (HsH) und des Laser Zentrums Hannover ( LZH).
Verbesserung des 3D-Drucks optischer Systeme
Prof. Dr.-Ing. Roland Lachmayer (vom LUH) erklärt laut dem Artikel, dass GROTESK optische Systeme mit Hilfe additive Fertigung erforscht, digital konstruiert und in reale Baugruppen umwandeln könnte. Interne Strukturen zur verbesserten Kühlung eines Lasers wurden bereits gedruckt. Ein digitaler Zwilling simuliert die thermomechanischen Eigenschaften eines 3D-Bauteils. Forscher des LUH können so den Fertigungsprozess vorab modellieren. Arbeitet das Kühlsystem effizienter, werden höhere Ausgangsleistungen ohne Wärmeverluste simuliert, was leistungsstärkere Lasersysteme hervorbringt.
Prof. Dr.-Ing. Volker Wesling (aus dem CZM) möchte, dass man Materialien mit Bedacht auswählt und Eigenschaften wie Schmelzpunkt und die Oberflächeneigenschaften anpasst. Ein besonderer Wert wird dabei sowohl auf die Verbindung beim direkten Bedrucken des Materials gelegt als auch auf die daraus resultierenden thermischen Einflüsse. Eine hohe thermische Belastung kann zu erhöhten Spannungen führen, die die Optik brechen können. Angepasste Materialsysteme können dies verhindern.
Einfaches Wechseln zwischen den Materialien
Optische Systeme bestehen aus Materialien wie Metall, Glas und Polymeren. Prof. Dr.-Ing. Henning Ahlers (HsH) möchte die Materialien mit geringem Aufwand wechseln können. Ein koaxialer Laserstrahlauftragsschweißkopf soll den Laserstrahl aufteilen und später wieder kombinieren. Unabhängig von der Strahlrichtung und den Materialien sollen diese so flexibel und automatisch zusammengeführt werden. Optiken können bereits spannungsfrei direkt auf ein Medium gedruckt werden.
Von einer automatisierten Laserproduktion sei man aber noch weit entfernt, meint Dr. Dietmar Kracht vom LZH. Vor einem Jahr haben wir darüber berichtet, wie Fennec Labs mit einem FDM-3D-Drucker transparente Linsen mit Erfolg gedruckt hat.
