INDUSTRIAL INSIGHTS // LASER World of Photonics 2017

Die Photonik gilt als eine der Schlüsselbranchen des 21. Jahrhunderts. Das belegen auch die Zahlen. Laut dem Photonik-Branchenreport 2015 wird diese Branche ihre globalen Umsätze im laufenden Jahrzehnt von 350 Milliarden auf 615 Milliarden Euro steigern. Treiber für diese Entwicklung sind vor allem der steigende Bedarf an Sensoren, Imaging-Systemen und hoch präzisen Laser-Systemen in den vernetzten, weitgehend automatisierten Produktionsprozessen der Industrie 4.0. Aber auch im Bereich der Automobiltechnologien gilt die Photonik als Wachstumsmotor.

Aktuelle Zahlen stellt die Arbeitsgemeinschaft Laser und Lasersysteme für die Materialbearbeitung im VDMA bei der Pressekonferenz am Dienstag, 27. Juni 2017 von 09:30 bis 10:30 Uhr im Pressezentrum West vor: Dr. Christoph Ullmann, Geschäftsführer Laserline, Thomas Merk, Mitglied des Management-Teams der Coherent/Rofin-Gruppe, sowie Dr. Christian Schmitz, Vorsitzender des Geschäftsbereichs Lasertechnik/Elektronik, TRUMPF, stellen den Branchenreport 2017 vor und geben Auskunft über die Entwicklung der deutschen Laserindustrie im Geschäftsjahr 2016.

Ein wichtiges Kernthema der Photonik ist die sogenannte digitale Produktion. Dank der exakter arbeitenden Lasertechnologie werden Produktionsprozesse immer präziser. Mit modernsten Ultrakurzpulslasern können Industriearbeiter Metalle und andere Materialien nahezu aufs Atom genau abtragen. Neueste 3D-Druck- und Laserauftragsschweißverfahren kommen auch beim werkzeuglosen Aufbau sowie dem Abtragen von Metall- oder Kunststoffbauteilen zum Einsatz.

Die Sonderschau „Photons in Production„ der Technischen Universität München zeigt in der Halle A3 dazu die unterschiedlichen Funktionen und Einsatzmöglichkeiten in der Fertigungsindustrie auf. Unter dem Motto “ Light under Controll“ zeigen zwei Laser-Live-Demonstrationen und unterschiedliche Exponate beispielsweise zum Thema Schweißen von hochfestem Stahl, Lasereinsatz in der Batterieproduktion oder im Leichtbau für Elektrofahrzeuge einen umfassenden Einblick in aktuelle Trends und Forschungsergebnisse auf dem Gebiet der Lasermaterialbearbeitung.

Für Industrie und Handwerk, aber auch für die Wissenschaft sind optische Sensoren und lasergestützte Mess- und Prüfsysteme heute unverzichtbar. Messen, erkennen, identifizieren, prüfen: Alles ist in dynamische Prozesse eingebunden und läuft vollautomatisch. Nur so lassen sich heute übliche Qualitätsnormen garantieren. Und Licht ist dafür das ideale Messwerkzeug: präzise, schnell, berührungslos und flexibel.

• Mit der Infrarot-Laserspektroskopie hat das Fraunhofer Institut für angewandte Festkörperphysik (A2.431) beispielsweise eine Methode entwickelt, um in kürzester Zeit zweifelsfrei Analysen von Flüssigkeiten und Feststoffen durchzuführen. Besonders in der Lebensmittelindustrie und Pharmazie soll dieses Verfahren schnelle Analyseergebnisse gewähren. Auf der LASER World of PHOTONICS führt ein Demonstrator diese Laser-Technologie anhand verschiedener Feststoffe vor und zeigt die Ergebnisse live auf einem Bildschirm.
• Si-Ware Systems (B2.340) hat diese Lasertechnologie direkt als App verpackt. Auf der LASER World of PHOTONICS kann jeder Besucher mit dem iPhone Lebensmittel wie Kaffee und Mehl auf Inhaltsstoffe wie Koffein oder Gluten prüfen.

• Scannen, Tracken, Messen – eine optimierte Qualitätskontrolle in der Automobilbranche soll eine neue Scan-Lösung von Blackbird Robotersysteme (A2.217) ermöglichen: Bauteile müssen bei hoher Stückzahl präzise in Form gebracht und dann akkurat miteinander verschweißt werden. Der Hersteller zeigt auf der LASER World of PHOTONICS wie diese Technologie flexibel vor, innerhalb und nach dem Schweißvorgang diese Daten parallel erfassen und auf mögliche Fehler analysieren kann.

Auch in der Medizin setzt das Licht seine Erfolgsgeschichte fort. Zum Bereich der sogenannten Biophotonik gehören ultrahochauflösende Bildgebung, immer präzisere Spektroskopiegeräte und -verfahren und verbesserte Lasertechnologien für Operationen. Auch in der Entwicklung neuer Arzneien lassen optische Verfahren schneller Aussagen darüber zu, ob diese wirken oder nicht. Die optischen Verfahren ermöglichen darüber hinaus raschere Diagnosen – etwa um im Kampf gegen multiresistente Keime rettende Zeit zu gewinnen. Mittelfristig wird die photonische Diagnostik voraussichtlich den Weg zur personalisierten Medizin mit individuell auf die Patienten zugeschnittenen Therapien ebnen.

Daneben gibt es in diesem Jahr auch Einblicke in ein noch junges Forschungsfeld der Biophotonik: die Optogenetik. Hier bringt der Laser Licht in neuronale Prozesse. Forscher schleusen dafür spezielle, mit Licht schaltbare Proteine in Hirnareale ein. So gelingt es noch besser, in Hirnfunktionen und kognitive Prozesse einzugreifen, um diese zu erforschen. Hier noch einige Highlights der Aussteller:

• Jenlab zeigt am Stand neue Untersuchungsmethoden zum frühzeitigen Erkennen von Hautkrebs. Diese optische Hautbiopsie geschieht ohne Gewebeentnahme oder Einfärbung der Zelle und kann in Sekunden mit einer Auflösung von 300 Nanometern auf dem Bildschirm gezeigt werden. Am Stand von Jenlab können Besucher ihre Haut live untersuchen lassen. (Jenlab, Halle B2, Stand 537)
• Handliche Blutanalysegeräte, tragbare Sicht-Hilfsmittel für Fastblinde und Spezialbrillen für Optiker zur Untersuchung des Auges – solche Innovationen könnten durch das neue Linsenbewegungssystem der Firma Newscale (A2.420) möglich werden. Die Neuheit besteht darin, präzise, klein und energiesparend die Linsen innerhalb von medizinischen Wearables zu bewegen und für den Alltag einsetzbar zu machen. So könnten sie beispielsweise von Sehbehinderten jeden Tag getragen werden ohne externe Energieversorgung. Am Stand werden der innovative Mechanismus und die Linsen vorgeführt.

Neben den unterschiedlichsten Branchen sind auch die Einsatzgebiete der innovativen Lasertechnologien sehr vielfältig. Vom Weltall bis in die Untiefen der Meere sind die neuen Anwendungen im Einsatz:

• Methan in der Erdatmosphäre gefährdet zunehmend unser Klima. Die exakte Konzentration in verschiedenen Bereichen der Atmosphäre und die genauen Gründe dafür sind jedoch noch weitestgehend unbekannt. Das soll MERLIN ändern: Der Kleinsatellit wird voraussichtlich ab 2021 die Methankonzentration in der Erdatmosphäre kartieren. Vom Fraunhofer ILT (Institut für Lasertechnik) (A2.431) wird MERLIN mit einem Lichtradar-System (LIDAR) ausgestattet, das Lichtpulse in die Atmosphäre schickt und aus dem zurückgestrahlten Licht die Methankonzentration bestimmt. Das Fraunhofer ILT präsentiert ein Modell von MERLIN sowie des LIDARs für unseren künftigen Klimaschutz.
• Auf dem Meeresboden gibt es begehrte Mineralien und Bodenschätze. Doch diese zu finden war bisher mit hohen Kosten und großem Aufwand verbunden. Das Laserzentrum Hannover (LZH) (A3.506) hat deshalb nun ein laserbasiertes autonomes System mitentwickelt, das selbstständig unter Wasser arbeitet. Die Funktionsweise zeigt das LZH in einem Aquarium auf der Messe LASER World of PHOTONICS.