r : r h i e r e t / e t t t l e e s . L e w s o n i c n / e t o n . d r. P h d i e e s a - m e n S i e L r e n h c e l r e n i e o . f n r o p A b l p Digital. Schneller. Informiert. Technologie-News und Unternehmensnachrichten monatlich für Sie zusammengestellt

18 MIKROSTRUKTUREN Prozessoptimierung mithilfe reflektiver Strahlformer Inhalt L E T I T 06 Hochleistungsfotodioden für Wearable Healthcare 18 STRAHLFORMUNG Mikrostrukturierte Spiegel formen den Laserstrahl 22 PROZESSKONTROLLE Mehr Prozesssicherheit beim Laserfügen von Kunststoffen 28 BILDGEBUNG Kameragestütztes Recycling: Kunststoffabfall hyperspektral sortiert 34 LASERSENSORIK Optische Schwingungsmessung automatisieren 12 12 NACHRICHTEN IPG Photonics kauft Clean-Lasersysteme 12 000 Prozessstarts – Material- innovationen für die Halbleiterindustrie 22 LASERFÜGEN Schweißmodul mit Pyrometer 13 14 16 17 FORSCHUNG & ENTWICKLUNG Laserschwellen-Magnetometrie: Fortschritt in der präzisen Magnetfeldmessung Photonen-Detektoren im Megamaßstab charakterisiert Von der Natur abgeschaut: Krankheiten leichter und kostengünstiger diagnostizieren Monochromator für präzise Halbleitercharakterisierung PRODUKTE 26 Optisches Harz für Klebeanwendungen 26 Software unterstützt 3-D-Druck c e t y l o P , s n o i t u l o S p i a H , r e s a L s y s o v E , s c i n o t o h P l e d M i : r e d l i B

Hochleistungsfotodioden für Wearable Healthcare I E G O L O N H C E T R O S N E S 06 AUTOR Toni Pasanen | Mitbegründer und leitender Projektingenieur bei Elfys . m o c h s a l p s n u / n a v a K y r r e J , s y f l E : r e d l i B Tragbares Health Monitoring wird im Privatgebrauch vor allem beim Sport eingesetzt

schrittliche Signalverarbeitungsalgorith- men können die Herzfrequenz aus den periodischen Schwankungen des Fotodi- odensignals zuverlässig bestimmen. Die Wahl der Wellenlänge Die Lichtabsorption im Blut ist von der Wellenlänge des Lichts abhängig. Grünes Licht wird vom menschlichen Blut am besten absorbiert und üblicherweise zur Messung der Herzfrequenz verwendet. Die Absorption hängt auch davon ab, ob die Hämoglobinmoleküle (Hb) im Blut eine Bindung mit Sauerstoff eingegan- gen sind oder nicht. Die Anreicherung von Sauerstoff im Blut lässt sich durch Absorptionsmessungen bei rotem und nahinfrarotem (NIR) Licht bestimmen, weshalb diese in der PPG zur Messung des SpO2 verwendet werden. Dabei wird die Absorption bei zwei verschiedenen Wellenlängen gemessen; in der Regel bei 660 und 940 nm. Je höher die Konzent- ration an sauerstoffhaltigen Hb-Molekü- len ist, desto geringer ist die Absorption von rotem und desto höher die von NIR- Licht. Durch den Vergleich des Signal- pegels bei diesen beiden Wellenlängen können Algorithmen die relativen Kon- zentrationen von Hämoglobin berech- nen, woraus sich die Sauerstoffsättigung des Bluts ergibt. Ein weiterer Faktor bei der Wahl der LED-Farbe ist die Absorptionstiefe des Lichts. Kurze Wellenlängen werden nä- her an der Hautoberfläche absorbiert, während größere Wellenlängen tiefer in das Gewebe eindringen. Grünes Licht mit eher kurzen Wellenlängen wird von der Gewebeoberfläche reflektiert, wo die Blutmenge in den kleinen Arterien bei Bewegungen der Hand des Benutzers weniger schwankt als in den größeren Arterien tiefer im Gewebe. Dies führt zu einem geringeren Rauschen im Signal. Daher wird grünes Licht für die Mes- sung der Herzfrequenz bevorzugt, wenn sich der Träger bewegt. Optische Mes- sungen mit rotem Licht, wie die SpO2- Messung, erfordern es deshalb, dass sich der Benutzer während der Datenerfas- sung wenig bewegt, um eine hohe Genauigkeit zu erreichen. Ein dritter Faktor bei der Auswahl der LED ist die Stromaufnahme, ins- besondere bei tragbaren Geräten. Der Nachteil grüner LEDs ist, dass sie im Allgemeinen mehr Strom be- nötigen als rote oder NIR-LEDs, da Photonen mit kürzerer Wellenlänge mehr Energie tragen und daher mehr Strom zur Erzeugung brauchen. Ei- nige Geräte verwenden deshalb rotes oder NIR-Licht auch für die Herzfre- quenzmessung, wenn sich der Trä- ger im Ruhezustand befindet, um die Batterie zu schonen. Nanostrukturen auf der Fotodiode Eine der wichtigsten Komponenten eines PPG-Moduls ist die Fotodiode (PD). Ihre Leistung hängt stark da- von ab, wie effizient sie Licht absor- biert. Um die optischen Verluste zu verringern, wird üblicherweise die Lichtreflexion an der PD-Oberfläche durch eine Antireflexionsbeschich- tung (AR) reduziert. Während diese Technik für einen engen Wellenlän- genbereich gut funktioniert, kann die AR-Beschichtung die optischen Verluste bei anderen Wellenlängen, für die sie nicht konzipiert wurde, sogar noch erhöhen. Anstelle einer AR-Beschichtung haben Elfys‘ Fotodioden daher Na- nostrukturen auf der Vorderseite erhalten. Der oberflächenstruktu- rierte Halbleiter trägt die Bezeich- nung schwarzes Silizium (Si). Die schwarzen Si-Nanostrukturen füh- ren zu einem fließenden Übergang des Brechungsindex von Luft zu dem von Silizium, sodass das ein- fallende Licht nicht auf eine Grenz- fläche mit abruptem Wechsel des Brechnungsindex trifft, wie es üb- licherweise an dieser Grenzfläche der Fall ist. Der fließende Übergang hat daher ein Minimum an Refle- xion zur Folge, die an der Oberfläche > > > 08 FOTODIODEN VON ELFYS Die SM-Produktserie wurde speziell für die tragbare Gesundheitsüber- wachung entwickelt. Die Fotodio- den in oberflächenmontierbarem Gehäuse sind auf einer Leiterplatte verbaut und zum Schutz in optisches Epoxid eingegossen. Standardgrö- ßen von 3,22 mm2 und 4,46 mm2 sind ab Lager verfügbar. Daneben lassen sich die Fotodioden auch flexibel an kundenspezifische Anforderungen anpassen.

10 des schwarzen Siliziums für einen brei- ten Wellenlängenbereich von Ultravio- lett (UV) über das sichtbare Licht (VIS) bis hin zum NIR nahezu vollständig ver- schwindet. Fast das gesamte Licht kann deshalb vom Halbleiter absorbiert wer- den. Das schwarze Silizium streut das Licht außerdem effizient und vergrö- ßert die optische Weglänge im Halblei- ter. Langwelliges Licht wird durch die längere Wegstrecke besser absorbiert. Dank dieser Eigenschaften sind die op- tischen Verluste in den Fotodioden von Elfys vernachlässigbar. Ladungstrennung einmal anders Hunderprozentige Absorption bedeutet, dass jedes einfallende Photon ein La- dungsträgerpaar, also ein Elektron und ein Loch, erzeugt. Eine hohe Absorption allein reicht jedoch nicht aus; die erzeug- ten Ladungsträger müssen für ein hohes Ausgangssignal auch effizient gesam- melt werden. Die Fotodioden von Elfys nutzen die sogenannte Induced-Junc- tion-Technologie anstatt eines konven- tionellen p-n-Übergangs. Die schwarzen Si-Nanostrukturen sind dazu mit einem geladenen Dünnfilm beschichtet, der ein starkes elektrisches Feld in der Nähe der Fotodiodenoberfläche erzeugt [3]. Das LP.PRO TO GO Die Diodentechnologie von Elfys eliminiert die sonst übli- chen optischen und elektrischen Verluste einer Fotodiode über einen weiten Spektralbereich fast vollständig. Speziell für mobiles Health Monitoring wurde die SM-Serie entwickelt, die besonders im grünen und roten Spektrum höchste Performance bietet. Entwicklern tragbarer Geräte bieten sich mit diesen Foto- dioden mehr Möglichkeiten zur Optimierung spezifischer Eigenschaften wie Empfindlichkeit, Stromaufnahme oder Größe der Geräte. elektrische Feld kehrt die Polarität des Siliziums nahe der Oberfläche um und erzeugt den p-n-Übergang. Da keine externen Dotierstoffe erfor- derlich sind, werden die elektrischen Verluste auch bei kurzwelligem Licht effizient minimiert. Minimale Ladungsträgerverluste Die Leistung einer Fotodiode zur Messung von Licht lässt sich über den Parameter der externen Quan- teneffizienz (EQE) bestimmen. Diese beschreibt, wie viele Ladungsträger pro einfallendem Photon vom Bau- element gesammelt werden. Eine ideale Fotodiode hätte eine EQE von 100%, was bedeutet, es würden keine Ladungsträger durch optische oder elektrische Verluste verloren gehen. Elfys‘ Fotodioden erreichen eine EQE von nahezu 100% für den gesamten UV-VIS-NIR-Wellenlängen- bereich von 200 bis 1000 nm [4, 5]. Die EQE dieser Fotodioden liegt im Großteil des Spektrums oberhalb von 99%, mit einem Minimum von mehr als 96% bei etwa 350 nm. Die nahezu ideale EQE zeigt, dass das schwarze Silizium optische Verluste fast vollständig eliminiert. Auch die elektrischen Verluste sind im Si-Material und an seinen Oberflächen vernachlässigbar. Die EQE ist im tieferen UV sogar größer als 100%, was möglich ist, da die Photonen mit kurzen Wellenlängen ausreichend Energie besitzen, um mehr als ein Ladungsträgerpaar pro Photon zu erzeugen [6, 7]. Fotodioden anderer Bauart erzie- len zwar eine relativ hohe Quan- tenausbeute für einen bestimmten Wellenlängenbereich. Die EQE fällt jedoch schnell ab, wenn man sich von dem Bereich entfernt, für den das Bauelement optimiert ist. Für eine maximale Leistung bei Anwen- dungen, die einen breiten Spektral- bereich erfordern, wäre für jeden

IPG Photonics kauft Clean-Lasersysteme N E T H C I R H C A N 12 r e s a l n a e C l : d l i B Mario Göhre, Technischer Leiter, sowie die Geschäftsführenden Gesellschafter Dr. Winfried Barkhausen und Edwin Büchter Clean-Lasersysteme (kurz Cleanlaser) wird von IPG Pho- tonics übernommen. Der Abschluss der Transaktion, noch unter behördlichem Vorbehalt, ist für Ende 2024 geplant. Cleanlaser entwickelt seit 1997 industrielle Laser-Reini- gungssysteme und hat eigenen Angaben zufolge weltweit mehr als 2000 Anlagen installiert. Die Systeme verspre- chen eine präzise, umweltfreundliche und kosteneffiziente Alternative zu herkömmlichen Reinigungstechnologien, da sie ohne chemische Reinigungsmittel auskommen und Prozessabfälle reduzieren. Der Faserlaser-Hersteller IPG Photonics sieht großes Potenzial in der Zusammenarbeit. Das komplementäre Know-how eröffne neue Marktchancen und Mehrwert für Kunden, erklärt CEO Dr. Mark Gitin. Laserquellen für die Systeme werden weiterhin bei der deutschen IPG-Tochter in Burbach gefertigt. Die Übernahme soll neue Produkte hervorbringen und Anwendungsfelder erschließen sowie den Kundenservice sicherstellen. Einer Unternehmensmeldung zufolge wird Cleanlaser unter der Leitung des bisherigen Geschäftsfüh- rers Edwin Büchter verbleiben. 12 000 Prozessstarts – Materialinnovationen für die Halbleiterindustrie Das Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme (IPMS) und BASF blicken auf zehn Jahre Zusammenarbeit in der Halbleiterproduktion und Chipintegration zurück. Im BASF Plating-Lab am Center Nanoelectronic Technolo- gies (CNT) arbeiten beide Partner an effizienteren und kos- tengünstigeren Technologien für die Halbleiterintegration. Dabei prüfen sie Chemikalien für galvanische Abschei- deverfahren und testen diese unter industrienahen Be- dingungen im Reinraum des IPMS. Kunden sollen von Chemiepaketen profitieren, die sie direkt in ihre Prozesse integrieren können. Im Fokus stehen Anwendungen wie Verdrahtungsstrukturen in miniaturisierten Schaltungen, Dual-Damascene-Technologie sowie moderne Packaging- Ansätze wie Interposer und Chiplets sowie 3-D-Packages. S M P I r e f o h n u a r F : d l i B Die Kooperationspartner von Fraunhofer IPMS und BASF vor der Prozessanlage LAM Sabre Extreme Seit Beginn der Kooperation im Juni 2014 wurden laut Ins- titutsangaben 12 000 Prozessstarts verzeichnet. Die Zusam- menarbeit von Fraunhofer IPMS und BASF unterstreicht die Bedeutung von Partnerschaften zwischen Forschungs- einrichtungen und Industrie für die Weiterentwicklung der Halbleitertechnologie.

G N U L K C I W T N E & G N U H C S R O F Photonen- Detektoren im Megamaßstab charakterisiert 14 i q i h z a M / g i n n e H , n r o b r e d a P t ä t i s r e v i n U : d l i B Wissenschaftler der Universität Pader- born haben Hoch- leistungsrechnen (High Performance Computing, HPC) eingesetzt, um einen photonischen Quantendetektor im Mega- maßstab zu charakterisieren. Derartige Detektoren messen einzelne Photonen und sind zentral für die Quantenfor- schung, beispielsweise in der Messtechnik und für Quantencomputer. Die Herausfor- derung liegt in der Analyse der großen Da- tenmengen, die bei solchen Experimenten entstehen, ohne die quantenmechanische Struktur der Daten zu beeinträchtigen. Mit herkömmlichen Methoden wäre dies nicht möglich gewesen. Das Team um Physiker Timon Schape- ler und Informatiker Dr. Robert Schade entwickelte dazu maßgeschneiderte Open-Source-Algorithmen, die auf den HPC-Systemen des Paderborn Center for Parallel Computing (PC2) laufen. Das PC2, eine interdisziplinäre Einrich- tung der Universität Paderborn, gehört zu den führenden Nationalen Hochleis- tungsrechenzentren Deutschlands. Die Berechnungen wurden für die tomografi- sche Rekonstruktion eines photonischen Quantendetektors genutzt, ein Verfahren, das die experimentellen Daten zur exak- ten Charakterisierung und Zertifizierung von Quantendetektoren aufbereitet. Die Ergebnisse wurden im Fachma- gazin Quantum Science and Techno- logy veröffentlicht. Neue Werkzeuge für skalierbare Quantenforschung Das Forscherteam demonstrierte die Fähigkeit, große Datenmengen effi- zient zu analysieren. Berechnungen, die mit herkömmlichen Methoden Stunden oder Tage dauern würden, konnten dank HPC innerhalb weni- ger Minuten durchgeführt werden. Wie Physiker Schapeler erklärt, stellt diese Arbeit die erste Anwendung von klassischem Hochleistungsrechnen für Quantenphotonik im großen Maß- stab dar: Die Methode bietet beson- ders für die Charakterisierung von photonischen Quantencomputern neue Möglichkeiten, da sie Skalie- rungen ermöglicht, die bisher nicht erreichbar waren. Das Verfahren soll auch dabei helfen, den sogenannten Quantenvorteil in Experimenten zu demonstrieren, bei denen Quanten- methoden klassische Ansätze über- treffen. Schapeler ist Doktorand in der Arbeitsgruppe für Mesoskopische Quantenoptik unter der Leitung von

Von der Natur abgeschaut: Krankheiten leichter und kostengünstiger diagnostizieren G N U L K C I W T N E & G N U H C S R O F 16 M N I , k c a a n K s r a L : d l i B Licht an – Licht aus: Das Testergebnis ist sofort da Spätestens seit der Corona- Pandemie kennen wir die kleinen Kassetten des SARS- CoV-2-Schnelltests, der zeigt, ob ein bestimmtes Protein der Coronaviren in der Probenflüssigkeit, dem Reagenz, vorhanden ist oder nicht. Zum Einsatz kommt dabei ein Lateral-Flow- Assay, bei dem ein Seitwärtsfluss des Reagenzes zur Anzeige eines Ergebnis- ses führt. Für komplexere Tests ist dieses Detektionsverfahren nicht geeignet. Hier sind Assays gefragt, die eine bidirektio- nale Steuerung von Flüssigkeiten, also eine Beförderung in das Testsystem und einen Rücktransport aus dem Testsystem ermöglichen. LED ersetzt Pumpe Ein Forscherteam der Universität Freiburg und des INM – Leibniz-Institut für Neue Materialien in Saarbrücken berichtet nun über ein neues Testverfahren, in dem auf- wendige mechanische Pumpen durch ein- fache und günstige Leuchtdioden ersetzt werden. Diese OptoAssays ermöglichen damit die bidirektionale, lichtinduzierte Bewegung von Biomolekülen und das Auslesen von Testergebnissen ohne zu- sätzliche mechanische Waschschritte. Ab- geschaut haben die Forschenden diese Methode in der Natur bei der Reaktion von Pflanzen auf Licht, die auf einem ähnlichen Prinzip beruht. Die Fotorezep- toren im OptoAssay, welche die Reagen- zien freilassen, sind außerdem, im Gegensatz zu den sonst verwende- ten Pumpen, aus natürlichen Mate- rialien hergestellt. Die ursprünglich mechanischen Bauteile sind somit vollständig durch nachhaltig herstell- bare, natürliche Komponenten ersetzt worden. Für die Vor-Ort-Diagnostik Großes Potenzial sieht das For- schungsteam für den Einsatz von OptoAssays in der Vor-Ort-Diagnos- tik, also auch außerhalb des Labors, ähnlich wie bei Lateral-Flow-Assays. „OptoAssays können einfach in Ver- bindung mit Smartphones gesteuert und ausgelesen werden und künftig externe Durchflusskontrollsysteme wie Pumpen und Signalauslesege- räte überflüssig machen“, erklärt Dr. Can Dincer von der Universität Frei- burg. ■ Originalpublikation [Nadine Urban et al., OptoAssay – Light-Controlled Dynamic Bioassay Using Optogenetic Switches. Sci. Adv. 10, eadp0911 (2024). DOI:10.1126/ sciadv.adp0911] WEITERE INFORMATIONEN

Mikrostrukturierte Spiegel formen den Laserstrahl In der Laserbearbeitung stoßen die Gauß’schen Laserstrahlprofile an ihre Grenzen, wenn es um Präzision, Effizienz und Prozessstabilität geht. Die steigende Nachfrage nach höherer Qualität und neuen Ferti- gungswegen veranlasst die Industrie, innovative Lösungen einzuset- zen. Der reflektive Ansatz der Strahlformer von Midel Photonics ist eine solche Entwicklung. AUTOR Dr. David Dung | Mitgründer und Geschäftsführer Midel Photonics Strahlformungstechnologien eröffnen der Laserbearbei- tung neue Möglichkeiten – von speziellen Ringprofilen und Multispotgeometrien bis hin zur Verlängerung der Fokustiefe. Ein wegweisender Ansatz ist die reflektive Laserstrahlformung von Midel Photonics, die auf mikrostrukturierten Spiegeln ba- siert. Diese Technologie erlaubt eine prä- zise Anpassung des Laserstrahlprofils an die spezifischen Anforderungen in der industriellen Materialbearbeitung und ermöglicht damit eine signifikante Ver- besserung der Produktionsqualität und -geschwindigkeit. mikrostrukturierten Spiegel reflektiert und mittels Diffraktion besonders effi- zient in die gewünschte Zielstrahlform überführt. Zur Berechnung der einzigar- tigen kontinuierlichen Oberflächenstruk- turen für die gewünschte Zielstrahlform kommen eigens entwickelte Algorithmen zum Einsatz. Damit lassen sich Strahl- former für Ringmuster, Flattop-Profile oder Multispot-Arrays nach kunden- spezifischen Anforderungen herstellen. Die Veränderung der Spiegeloberfläche ist dabei permanent und garantiert so eine wartungsfreie Laserstrahlformung für den Einsatz der Komponenten in der Serienproduktion. Prinzip: Mikrostrukturierte Spiegel Die Strahlformung basiert auf präziser Phasenmodulation des Eingangslasers mittels neuartiger mikrostrukturierter Spiegel. Dabei wird das Laserlicht am Vom Laserspiegel zum DOE Zur Herstellung der reflektiven Strahlfor- mer wird ein Laserdirektschreibverfahren eingesetzt, die sogenannte Mikro-Dela- mination. Diese ursprünglich für die Quantenforschung entwickelte Technik G N U M R O F L H A R T S 18 z - 0 8 1 3 1 - 4 2 0 - 0 7 1 0 0 s / 7 0 0 1 0 1 / g r o . . i o d / / : s p t t h , 4 2 0 2 . l o n h c e T . f u n a M v d A . . J . t n I , i t d m h c S d n u h t o R , n n a m f u a K s u A , s c i n o t o h P l e d M i : r e d l i B

20 Die Strahlformer vereinen drei Eigenschaften, die in der Laserbearbei- tung zu mehr Präzision, Effizienz und Prozessstabili- tät führen ders hohe Effizienz der Strahlformung und die Kompatibilität sowohl mit Fixop- tiken als auch mit Galvoscannern durch einfachen Austausch eines Umlenkspie- gels im System gegen einen Strahlformer. Anwendung in Laserprozessen Strahlformen wie Ring- und Ring-Kern- Profile werden besonders in der Additiven Fertigung und beim Laserschweißen einge- setzt, zum Beispiel bei Elektromobilitäts- anwendungen in der Automobilindus trie. Durch die optimierte Strahlformung wird der Energieeintrag präzise gesteuert, was zu einer verbesserten Schweißqualität und einer Reduktion von Spritzern aus dem Schmelzbad führt. Neuste Untersuchun- gen zeigen aber auch weiteres Potenzial über Ring-Kern-Formen hinaus. In einer kürzlich veröffentlichten Studie des Bay- erischen Laserzentrums (BLZ) und des Lehrstuhls für Photonische Technologien der Universität Erlangen-Nürnberg wurde eine Verbesserung des Kupferschweißens mit elliptischer Strahlform nachgewiesen. Hierzu kam ein auf das 3-kW-Lasersystem abgestimmter Strahlformer von Midel Pho- tonics zum Einsatz. Sowohl die Qualität der Schweißnaht als auch die Spritzerrate konnten durch die Strahlformung deutlich verbessert werden. Eine weitere Anwendung sind beu- gungsbegrenzte Flattop-Strahlformer, die besonders kleine und gleichmäßige In- tensitätsverteilungen erzeugen. Diese eig- nen sich vor allem in der Halbleiter- und Displayindustrie und zudem für viele An- wendungen in der Mikromaterialbearbei- tung: beispielsweise zum Bohren von Mikrolöchern oder zur Oberflächen- strukturierung, wo eine präzise Ener- giekontrolle und minimale thermische Einflüsse auf das Material entschei- dend sind. Außerdem können die Strahlteiler einen Laserstrahl in mehrere gleich- mäßige Teilstrahlen aufspalten. Ins- besondere bei Anwendungen wie Parallel-Mikrobohren oder -Scribing in der Halbleiterindustrie erhöht dies den Durchsatz, weil die Bear- beitungsfläche maximiert wird und simultan mehrere Punkte am Werk- stück bearbeitet werden. Fokus verlängert, Ausschuss reduziert Midel Photonics bietet zudem eine neue Möglichkeit zur Fokusverlän- gerung für Anwendungen, die eine hohe Prozessstabilität erfordern. Eine größere Fokustiefe führt zu einer kon- stanten Bearbeitungsqualität über ein größeres Volumen, was die Effizienz in Produktionsumgebungen erheb- lich steigert und das System deutlich unempfindlicher gegen thermische Drifts macht. Wird beispielsweise die Rayleigh- länge beim Kupferschweißen verdrei- facht, erhöht sich die Prozessstabilität deutlich, da hoch reflektives Kupfer besonders empfindlich auf Schwan- kungen der Energiedichte beim Auf- schmelzprozess reagiert. Besonders nützlich ist dies beim Schweißen von

Mehr Prozesssicherheit beim Laserfügen von Kunststoffen Hochleistungslaserschweißen temperaturempfindlicher Thermoplaste – was auf den ersten Blick wie ein Widerspruch aussieht, erweist sich in der Praxis als nahezu ideale Kombination. Ein neues Schweißmodul erfasst mittels Hochgeschwindigkeitspyrometer die Bauteiltemperatur in Echt- zeit, um ein Überhitzen der Materialien zu verhindern. AUTOREN René Geiger | Development Manager bei Evosys Laser Andreas Schkutow | Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Chemie, Material- und Produktentwicklung an der Technischen Hochschule Nürnberg Berührungslos, schnell, sau- ber, sicher, wirtschaftlich: Die Vorteile des Fügens von Kunststoffen mithilfe des La- serdurchstrahlschweißens sind vielfältig. Ein stark gebündelter Laserstrahl kann seine Energie sehr ziel- gerichtet in die Fügezone einbringen und so belastbare, hermetisch dichte und op- tisch ansprechende Schweißverbindun- gen erzeugen. Empfindliche Bauteile in unmittelbarer Umgebung zur Schweiß- naht sind weder einer Temperatur- noch einer Schwingungsbelastung oder Parti- keln ausgesetzt, sodass sich mit diesem Verfahren zum Beispiel Gehäuse für sen- sible elektronische Hightechprodukte ver- schließen lassen. Herausforderungen ergeben sich aber durch die hohe Leistungsdichte im Laserfokus. Ein ungewollter Fügespalt zwischen den Komponenten verringert beispielsweise die Wärmeübertragung in der Fügezone und kann zu thermi- scher Werkstoffschädigung oder lokalen Verbrennungen im absorbierenden Bau- teil führen. Hervorgerufen wird solch ein Luftspalt zum Beispiel durch Maß- oder Positionsabweichungen der Bauteile oder eine falsche Ein- stellung der Spannvorrichtung. Auch Verschmutzungen auf der Oberflä- che eines transparenten Bauteils oder der Spannwerkzeuge können Verbrennungen verursachen. Hinge- gen kann eine zu geringe Tempera- tur in der Fügezone, beispielsweise aufgrund übermäßiger Absorption oder Streuung der Laserstrahlung im transparenten Fügepartner, die Ver- bindungsfestigkeit verringern. Temperaturgesteuert fügen Eine präzise Temperaturführung kann deshalb den Schweißprozess ent- scheidend verbessern. Beim Kontur- und Radialschweißen mit Festoptiken lässt sich dazu ein berührungsloses Infrarot-Strahlungsthermometer, ein Pyrometer, koaxial in den Strahlen- gang der Bearbeitungsoptik einbrin- gen. Dieses misst die Planck‘sche Wärmestrahlung aus der Fügezone > > > E L L O R T N O K S S E Z O R P 22 r e s a L s y s o v E : r e d l i B

24 Das Evosys-Prozess- cockpit erleichtert die Prozesseinrichtung und -steuerung während des Schweißprozesses. So kann die aktuelle Temperatur bestimmt und eine Prozessregelung, zum Beispiel mit- tels Anpassen der Laserleistung oder Vor- schubgeschwindigkeit, integriert werden. Um einen Fügespalt auszugleichen, bietet sich besonders das Quasisimul- tanschweißen an. Bei diesem Verfahren wird der Laserstrahl mithilfe eines Gal- vanometer-Spiegelscanners mit sehr ho- her Geschwindigkeit mehrfach über die gewünschte Nahtkontur geführt. Bei je- dem Scandurchlauf steigt die Tempera- tur im bestrahlten Bereich inkrementell an, bis die gesamte Nahtkontur gleich- zeitig plastifiziert ist. Dadurch lässt sich ein Abschmelzweg realisieren und somit ein Ausgleich von Fertigungs- und Positi- onstoleranzen erreichen. Selbst im Falle eines Fügespalts lässt sich so das Bauteil hermetisch verschweißen. Herausforderung Laserscanner In scannerbasierten Strahlführungssys- temen kann ein Pyrometer zur Tempe- raturmessung allerdings nicht einfach eingesetzt werden. Der große Arbeitsab- stand zwischen Scanneroptik und Werk- stück führt dazu, dass die Intensität der zu messenden Wärmestrahlung bei den typischen Prozesstemperaturen nur noch sehr gering ist. Außerdem ist der Wel- lenlängenbereich, auf den ein Pyrometer anspricht, ein anderer als der des Bearbei- tungslasers. Daraus folgt zum einen, dass die auf die Laserwellenlänge optimierten Gläser und Antireflexbeschichtungen der Scanoptik das Temperatursignal wei- ter schwächen. Zum anderen werden die Laser- und die Wärmestrahlung von den Linsen unterschiedlich stark gebrochen, sodass der Messfleck des Pyrometers nur noch in der Mitte des Scanfelds mit der Fokusposition des Lasers übereinstimmt. Im Randbe- reich liegen beide Punkte nebenein- ander. Scankopf für Echtzeitpyrometrie Um auch in scannerbasierten An- wendungen eine Online-Tempera- turmessung zu ermöglichen, hat Evosys einen neuen Bearbeitungs- kopf entwickelt. Dieser umfasst in einem Modul einen Galvanometer- Scankopf, ein vor den Scannerspie- geln angeordnetes Fokussiersystem und ein Hochgeschwindigkeitspyro- meter. Der Scanner mit besonders großen Spiegeln und optimierter Be- schichtung erfasst die Wärmestrah- lung aus der Prozesszone und lenkt sie über einen Strahlteiler zum Py- rometer. Durch die Platzierung des Fokussiersystems vor den Scanner- spiegeln ist ein F-Theta-Scanobjektiv nun überflüssig. Somit ist die koaxi- ale Ausrichtung des Mess punkts und des Bearbeitungslasers an jeder Po- sition des Scanfelds gewährleistet, und die Transmissionseigenschaften der Linsen beeinflussen die Tempe- raturmessung nicht. Das Pyrometer

Optisches Harz für Imprint- und Optikklebeanwendungen Software unterstützt 3-D-Druck und Laserbearbeitung Der UV-Klebstoff Vitralit UC 1633 von Panacol gehört zu einer neuen Generation optischer Materialien, die sich dem Hersteller zufolge durch eine weiter verbesserte Ver- gilbungsbeständigkeit, erhöhte optische Transmission und Formbeständigkeit auszeichnen. Das Material soll sich leicht aus PDMS-Formen entformen lassen und damit für die Herstellung von Mikrolinsen geeignet sein, die zum Beispiel in Smartwatches eingesetzt werden. E T K U D O R P 26 l o c a n a P : d l i B Mit dem UV-Klebstoff Vitralit UC 1633 lassen sich unter an- derem Mikrolinsen auf Smartwatch-Sensoren herstellen Die neue Materialgeneration soll laut Hersteller nicht nur für die üblicherweise verwendeten Glaswafer geeignet sein, sondern auch eine außergewöhnliche Haftung auf neuar- tigen Polymersubstraten wie optischem PET, PC oder COP aufweisen. Nach dem Auftragen und Imprint-Verfahren härten diese Werkstoffe unter UV-Licht schnell aus und bil- den eine präzise und dauerhafte Struktur. Typische Anwendungen für den Vitralit UC 1633 sind Light Carpets in der Automobilindustrie, Sensoren in Wear- ables oder das Ausgangsmaterial für die Erzeugung von s trukturiertem Licht in Projektoren oder Time-of-Flight- Sensoranwendungen für Automobil- und Verbraucherpro- dukte. b a l n a c S : d l i B Die neue Software bietet Unterstützung für eine op- timierte Prozessentwicklung auf LPBF- und anderen Laserbearbeitungsanlagen Scanlab erweitert sein Lösungsangebot für die Additive Fertigung und andere Anwendungsfelder, wie die Mikro- materialbearbeitung, mit der Software ScanmotionStudio. Diese bietet nach Angaben von Scanlab die Möglichkeit, über eine grafische Oberfläche schnell und einfach neue Belichtungsstrategien zu entwickeln und zu optimieren. Für Tests im Labor an einer LPBF-Anlage übernimmt ScanmotionStudio den Import und das Slicing von gro- ßen, komplexen 3-D-Modellen, generiert Supportstruk- turen und Hatchlinien und erlaubt es, alle Laser- und Scannerparameter für jeden generierten Vektor frei zu definieren und zu variieren. In die Benutzeroberfläche der Software ist neben der klassischen Ansteuerung der RTC und der Unterstützung der Scanahead-Regelung auch die Trajektorienplanung mit ScanmotionControl integ- riert. Die Simulationsfunktion von ScanmotionControl unterstützt Anwender dabei, geeignete Prozessparame- ter einzugrenzen. Bearbeitungsergebnisse werden so auf Knopfdruck erzeugt: Die gesamte Anlage, inklusive Sen- sorik und Kameras, soll sich so ohne Programmierauf- wand zentral ansteuern lassen. WEITERE INFORMATIONEN WEITERE INFORMATIONEN

Bilder: Haip Solutions 2 8 BILDGEBUNG

30 KUNSTSTOFFPROBLEM IN ZAHLEN Ein großer Teil des vom Menschen erzeugten Abfalls besteht aus Kunststoff. Im Jahr 2020 belief sich die weltweite Kunststoffproduktion auf rund 450 Millionen Tonnen [2]. In Europa betrug die Kunststoffpro- duktion 57,2 Millionen Tonnen im Jahr 2021 [2], während in Deutschland im selben Jahr 5,67 Millionen Tonnen Kunststoffabfälle anfielen [3]. etwa 10 000 chemische Substanzen wie Grundstoffe (Monomere) und Additive in der Kunststoffproduk- tion verwendet [1]. Eine schlechte Sortierung führt daher zu minder- wertigen Mischrezyklaten. Um diese Kunststoffe so effizient und exakt wie möglich zu recyceln, sind neue und weiter entwickelte Technologien not- wendig, damit wirtschaftliche Sys- teme entstehen. Um beispielsweise Getränkefla- schen aus Polyethylenterephtha- lat (PET) zu recyceln, muss dieser präzise von anderen Kunststoffar- ten, wie dem oftmals in Flaschenver- schlüssen verwendeten Polyethylen (PE), vom Abfallstrom getrennt wer- den. PET ist besonders wertvoll, weil es einer der wenigen Kunststoffe ist, die in einem echten Kreislaufverfah- ren recycelt und zu neuen Produkten verarbeitet werden können. Dies ist jedoch nur möglich, wenn das PET während des Recyclingprozesses mit einem sehr hohen Reinheitsgrad zu- rückgewonnen wird. Ein weiteres Beispiel hierfür ist die Ausschleusung im Sortierprozess von Polyvinylchlorid (PVC). Es ent- hält Weichmacher, die den werkstoff- lichen Recyclingstrom verunreinigen und häufig sehr giftig sind. Werden Kunststoffleichtverpackungen mit PVC außerdem noch als Ersatz- brennstoff, also als Brennstoff, der aus Abfällen gewonnen wird, ein- gesetzt, kann bei der Verbrennung giftiger Chlorwasserstoff freigesetzt werden. Dies ist vor allem ein großes Problem in der Zement- und Stahl- betonindustrie, da das aus Sekun- därbrennstoffen freigesetzte Chlor zu Salzsäure umgewandelt wird und Korrosionsschäden an Beton und Zement verursacht. PVC muss daher als Störstoff über die Sortier- maschinen zuverlässig entfernt wer- den, um einen Ersatzbrennstoff mit dem höchstmöglichen Reinheitsgrad zu erlangen. Die Hyperspektralkamera BlackIndustry SWIR 1.7 Pro Max von Haip Solutions In der modernen Gesellschaft wer- den Kunststoffe in großer Vielfalt und Menge in fast allen Wirtschafts- zweigen eingesetzt. Ein beträcht- licher Teil dieser Kunststoffe wird aus fossilem Öl hergestellt und fällt spä- ter als Abfall an. Ziel sollte es sein, den Anteil an wiederverwendeten Kunst- stoffen, den sogenannten Rezyklaten, so weit wie möglich zu erhöhen, um eine Kreislaufwirtschaft zu erzeugen. Um Kunststoff abfall als Rezyklat ver- wenden zu können, müssen die verschie- denen Kunststoffarten sortiert und von Fremdstoffen getrennt werden. Damit sich dieser Prozess effizient und wirt- schaftlich gestalten lässt, muss er hoch- gradig automatisiert sein. Hierfür werden inzwischen optoelektronische Systeme eingesetzt, um verschiedene Kunst- stoffsorten zu unterscheiden. Hyper- spektralkameras haben sich für diesen Zweck als geeignet erwiesen und in der Praxis durchgesetzt. Unterscheidung tausender Stoffe Ein wesentliches Problem für das Recyc- ling von Kunststoffprodukten ist die Tat- sache, dass es schwierig ist, gemischte Kunststoffabfälle nach Polymertypen zu trennen. Die Vielfalt an Kunststofftypen und Additiven ist groß: Insgesamt werden

einer Bildrate von bis zu 2230 Hz im ROI- Modus kann die Kamera auch in schnel- len industriellen Umgebungen Bilder in Echtzeit erfassen und verarbeiten. Typi- sche Geschwindigkeiten in den optischen Sortiermaschinen erreichen 3 bis 5 m/s. Zusätzlich ermöglicht diese neue Gene- ration von Kameras die Anwendung der HSI-Technologie zu geringeren System- kosten als in der Vergangenheit, was den Einsatz in industriellen Sortierprozessen noch attraktiver werden lässt. Mehrere Ka- meras mit 320 oder 640 Pixeln, die pro Sortiermaschine eingesetzt werden, lassen sich so durch eine einzelne BlackIndustry SWIR 1.7 Pro Max ersetzen. Diese liefert zudem höher aufgelöste Aufnahmen der kleinen Kunststoff-Flakes als bisherige Ka- meragruppen. Hauptanwendung: Zerkleinerte Kunststoffe Eine der wichtigsten Anwendungen der Hyperspektralkamera ist die Sortierung von kleinen Kunststoff-Flakes, die bei- spielsweise beim Recycling von Leicht- verpackungen anfallen. Hierbei werden die Verpackungen nach einer Vorsortie- rung in Flakes zerkleinert, die dann nach ihrer Materialart sortiert werden müssen. Die Kamera erfasst die Spektralsignatur je- 32 Literaturhinweise [1] Science Media Center Germany: Kunststoffrecycling in Deutschland und der EU: Probleme und Lösungen; https://www.sciencemediacenter.de/ alle-angebote/fact-sheet/details/news/ kunststoffrecycling-in-deutschland- und-der-eu-probleme-und-loesungen/, November 2022 [2] European Environment Agency; https://www.eea.europa.eu/en/topics/in- depth/plastics, November 2024 [3] Umweltbundesamt; https://www.umweltbundesamt.de/ daten/ressourcen-abfall/verwertung- entsorgung-ausgewaehlter-abfallarten/ kunststoffabfaelle#aufkommen-an- kunststoffabfallen, Juni 2023 LP.PRO TO GO Kunststoffe müssen für hochwertiges Recycling präzi- se sortiert werden, was durch innovative Technologien wie hyperspektrale Bildgebung ermöglicht wird. Die Hyperspektralkamera BlackIndustry SWIR 1.7 Pro Max deckt einen besonders breiten Spektralbereich ab und identifiziert Kunststoffarten mit hoher Auflösung und Geschwindigkeit. Diese Technologie fördert eine nachhaltige Kreislauf- wirtschaft, indem Recyclingprozesse noch präziser und kostengünstiger werden. des einzelnen Flakes und ermöglicht so die genaue Trennung von beispiels- weise PET, PE, PP, PS, PC, ABS, PA und PVC. Die Echtzeitanalyse wird durch eine in die Kamera integrierte Nvidia-GPU ermöglicht, die bereits während der Aufnahme die Spektraldaten verar- beitet und klassifiziert. Anschließend kann ein Farbbild ausgegeben werden, das wiederum zur Steuerung der Luft- druckdüsen in der Sortiermaschine dient. Basierend auf den analysierten Daten trennen die Luftdruckdüsen un- erwünschte Materialien aus dem fal- lenden Strom von Kunststoff-Flakes ab, damit am Ende hochreine Kunst- stofffraktionen übrigbleiben. Das Training der Klassifikationsmo- delle kann über die hauseigene, nut- zerfreundliche BlackStudio-Software erfolgen, die neben der Datenauf- nahme und den Klassifikationsalgo- rithmen auch eine Datenbankfunktion enthält, über die sich die vielen ver- schiedenen Materialien und Proben kategorisieren lassen und immer wie- der mit in das Training einbezogen werden können. Ein Schritt zu mehr Nachhaltigkeit Die Neuerungen auf dem Gebiet der hyperspektralen Bildgebung sind ein wichtiges Element für die Lösung des globalen Plastikmüllproblems. Indem sie Abfallaufbereitern die Möglichkeit bietet, Kunststoffe deutlich genauer zu sortieren, spielt diese Kamera eine entscheidende Rolle bei der Verbesse- rung der Recyclingeffizienz und der Unterstützung einer Kreislaufwirt- schaft, in der Kunststoffabfälle kon- tinuierlich wiederverwendet werden. In einer Welt, die zunehmend mit Plastikverschmutzung überfordert ist, bietet die hyperspektrale Bildgebung damit einen wichtigen Baustein für die Zukunft unseres Planeten. ■ www.haip-solutions.com

Optische Schwingungsmessung automatisieren Die Automatisierung der Produktionskontrolle und der damit verbun- denen Messabläufe und Auswertungen ist ein zentrales Thema in der modernen Fertigungstechnik. Sie entlastet von Routinearbeiten und verspricht eine effizientere Produktionskontrolle. Voraussetzung dafür ist es jedoch, die Qualitätskontrolle mittels Laser-Doppler-Vibrometer in individuelle Produktionsumgebungen zu integrieren. AUTOR Frank Schmälzle | Polytec AUTORIN Ellen-Christine Reiff | Redaktionsbüro Stutensee I K R O S N E S R E S A L 34 c e t y l o P : r e d l i B

Null-Fehler-Produktion von Wälzlagern: Der Polytec-Device- Communication-Treiber sorgt für eine nahtlose Einbindung des Industrie-Laser-Vibrometers in die eigene Prüfsoftware 36 Laser-Doppler-Vibrometer ha- ben sich sowohl in der Indus- trie als auch in der Forschung bewährt, wenn Entwickler und Wissenschaftler Dynamik- oder Akustikanalysen an Objekten vornehmen. Weil die Sensoren optisch und damit be- rührungslos messen, profitiert auch die 100-%-Qualitätskontrolle in Fertigungsli- nien von dieser Technologie. Mit Echtzeit- Messdaten, hoher Wiederholgenauigkeit und geringen Betriebskosten passt sie in jedes Automatisierungsumfeld. Eine sol- che Einbindung war bisher keineswegs trivial, und es erforderte beispielsweise einigen Programmieraufwand, allein die Messdaten ohne Umwege live in das ei- gene Prüfprogramm zu übernehmen. Polytec stellt für seine Laser-Doppler- Vibrometer in der End-of-Line-Kontrolle leistungsfähige Schnittstellen und Trei- ber sowie Möglichkeiten für die Auto- matisierung der Messdatenerfassung und -analyse zur Verfügung, die verschiedene Applikationsanforderungen abdecken. Anwender können so die Lasersensoren nach ihren Bedürfnissen in die eigene Automatisierungsumgebung integrieren. Direkt in externe Programme einbinden Mit Polytec Device Communication bei- spielsweise steht ein quelloffener und da- mit plattformübergreifender Treiber unter Microsoft Windows und Linux für die Lasersensoren zur Verfügung, über den sich Datenzugriff und Hardwaresteue- rung sowie das Auslesen der Betriebs- zustände einfach programmieren lassen. Dabei gewährleistet die TCP/IP-Schnitt- stelle eine robuste Kommunikation und das Streamen von digitalen Schwingungs- daten bis in den Megahertz bereich. Der Wälzlagerhersteller SKF beispielsweise hat mithilfe dieses Treibers ein Indus- trie-Laser-Vibrometer im Rahmen seiner Null-Fehler-Strategie zur 100-%-Quali- tätskontrolle nahtlos in die selbst pro- grammierte Prüfsoftware eingebunden. Über die Ethernet-Schnittstelle können jetzt sowohl die Messparameter mit- tels der Software eingestellt als auch die Schwingungsmessdaten vollständig di- gital übertragen werden. Die Messdaten ermöglichen neben der Gut-Schlecht-Prü- fung sogar eine differenzierte Fehlerdia- gnose bei Schlechtteilen.

Das Messprinzip der Laservibrometer beruht auf dem Doppler-Effekt, also dem Modulieren der Laserfrequenz aufgrund der Objektbewegung bei der Qualitätssicherung von Sonotro- den fürs Ultraschallschweißen zeigt. Hier ist eine gleichmäßige Energieverteilung entlang der aktiven Oberfläche entschei- dend für Medizin- und Lebensmittelsi- cherheit. Um beste Schweißergebnisse zu gewährleisten, werden die Amplituden- werte an vordefinierten Punkten mithilfe eines PSV-Scanning-Vibrometer gemes- sen. Die Maximalwerte für jeden Punkt werden zusammen mit Qualitätsindika- toren für jede geprüfte Sonotroden-Seri- ennummer in einer Datenbank abgelegt. Ein auf die Qualitätssicherungsaufgabe zugeschnittenes Makro mit spezifischer Benutzeroberfläche führt den Bediener durch den Prüf- und Dokumentations- vorgang, was die Qualitätskontrolle effi- zienter macht. Fazit Die Beispiele zeigen, dass sich die Laser-Doppler-Vibrometer dank ihrer Software sowie der zur Verfügung ge- stellten Schnittstellen und Treiber in ganz unterschiedliche Automatisierungs- anwendungen passend zu den individu- ellen Anforderungen integrieren lassen. Weitere Informationen stellt die Polytec- Expertenplattform zur Verfügung, etwa paktische Tipps und Tricks rund um Ins- tallation und Betrieb von Laser-Doppler- Vibrometern. ■ www.polytec.com/de/ivs-experte 38 Integrierte Makrosprache Mit einer integrierten Makrosprache der Polytec-Systemsoftware lassen sich Mes- sung und Auswertungen der Vibrometer direkt in der Polytec-Systemumgebung automatisieren. Die einfach zu nutzende Makrosprache Basic öffnet den Zugriff auf alle wichtigen Funktionen in einer objektorientierten Programmierumge- bung. Die Makros setzen beispielsweise Messeinstellungen, starten Messungen, wenden mathematische Operatoren auf die Messdaten an, schreiben sie in Da- teien oder in einen eigenen Kanal (User- Defined Data Set) des Messfiles. Auch Batch-Processing der Messdaten wird so möglich. Damit lässt sich die Produktivi- tät eines Laser-Doppler-Vibrometers er- heblich steigern, wie eine Anwendung LP.PRO TO GO Laservibrometer stellen intuitive und leistungsfähige Schnittstellen zur Verfügung, um Automatisierungs- aufgaben zu erleichtern. Damit lassen sich Messbereiche, Fokus und Zustands- werte zwischen Prüfsoftware und Sensor austauschen. Dies erleichtert die Integration der Lasersensoren in die jeweilige Automatisierungsumgebung des Anwenders.

Präzise Linear- und Rotationsbewegungen Erweiterte Aluminiumauswahl für den 3-D-Druck Aerotech lanciert LaserTurn 160 Gen 2: Mit der neuesten Generation der LT-Produktserie zielt der Anbieter von Be- wegungssteuerungen und Positioniersystemen auf die Bear- beitung zylindrischer Werkstücke in der Medizintechnik. Die verbesserte Version des LT1 wird laut Aerotech weiter- hin mit der CCS130-Konfiguration verfügbar sein, sodass bisherige Anwender das System in ihrer gewohnten Umge- bung konfigurieren können. Neu ist ein vereinfachtes Ka- belmanagement, das optional angeboten wird. E T K U D O R P 40 h c e t o r e A : d l i B Direkt angetriebene Linear- und Rotationsbewegung für durchsatzstarke zylindrische Laserbearbeitung in der Medizintechnik Darüber hinaus bietet der LaserTurn 160 ein optionales Ro- tations-Upgrade ASR1300 für einen höheren Durchsatz und die Möglichkeit, Rohre mit einem Durchmesser von bis zu 4 mm zu bearbeiten. Des Weiteren ermöglicht die neue Plattform die gemein- same Nutzung von Teilen mit dem ANT130L und verfügt über additive Komponenten wie einen kostengünstigen Ausrichtungsgreifer. WEITERE INFORMATIONEN f p m u r T : d l i B Trumpf bietet neue Aluminiumlegierungen für den industriellen 3-D-Druck Trumpf hat sein Aluminium-Portfolio für die Additive Ferti- gung erweitert. Die neuen Aluminiumlegierungen können dem Anbieter zufolge in zahlreichen 3-D-Druck-Anwen- dungen zum Einsatz kommen – vom Prototypenbau bis hin zur Serienfertigung. Nutzer sollen dabei von den ty- pischen Vorteilen des 3-D-Drucks wie Leichtbau, Materi- alersparnis und großer Freiheit bei der Konstruktion der Bauteile profitieren. Die Qualität der gedruckten Bauteile ist nach Angaben von Trumpf mindestens genauso gut wie die gefräster Teile. Das erweiterte Aluminium-Portfolio umfasst Legierungen etwa für die Automobilindustrie, den Motorsport, die Luft- und Raumfahrt oder auch für die Fahrradbranche. Trumpf arbeitet nach eigener Aussage eng mit Kunden aus verschiedenen Industriezweigen zusammen, um die neuen Legierungen in deren Anwendungen zu integrie- ren. Bei der Auswahl der richtigen Legierung unterstützt Trumpf seine Kunden im unternehmenseigenen 3-D-Druck- Applikationslabor in Ditzingen. Dort können verschiedene Aluminium-Legierungen getestet werden, um das passende Material für die jeweilige Anwendung zu finden. WEITERE INFORMATIONEN

UV-C-Desinfektion mit mehr als 150 mW je Chip LED-Lichtquelle erlaubt präzisere Sensorik Die UV-C-LEDs S3535-H bietet der US-Hersteller Bolb (Ver- trieb: Laser Components) für die Desinfektion mit ultravi- oletter Strahlung an. Die Emitter erreichen laut Distributor eine Ausgangsleistung von mehr als 150 mW pro Chip und somit die stärkste kommerziell verfügbare keimtötende Wirkung. Die LEDs werden als Komponenten zur Oberflä- chenmontage geliefert und versprechen auch nach 10 000 Stunden noch mehr als 70% der Ursprungsleistung. E T K U D O R P 42 s t n e n o p m o C r e s a L : d l i B Ein integrierter Zener-/TVS-Chip schützt vor elektrostatischen Entladungen Die S3535-H emittieren bei einer Peak-Wellenlänge von 265 nm. Hier sei der desinfizierende Effekt am höchsten, so der Hersteller, denn Strahlen dieser Wellenlänge wür- den von den DNS-Molekülen am stärksten absorbiert. Die robusten Bauteile sind für variablen Einsatz aus- gelegt. Quarzlinsen sollen dafür sorgen, dass die Kom- ponenten bei der Montage im Reflow-Lötverfahren Temperaturen von bis zu 260 °C standhalten, ohne ihren Abstrahlwinkel von 70° einzubüßen. WEITERE INFORMATIONEN e z u e L : d l i B Die neue LED wird zunächst in ausgewählten Sensoren und Lichttastern von Leuze verbaut Die neue Power-PinPoint-LED von Leuze soll das Ausrich- ten und die Objekterfassung optischer Sensoren in Anlagen erleichtern. Die im Sensor integrierte LED erzeugt einen Lichtfleck mit scharf abgegrenzten Konturen, der seine Größe, Form und Homogenität im gesamten Arbeitsbereich des Sensors beibehält. So detektieren die damit ausgestat- teten Sensoren laut Hersteller sehr zuverlässig und ermög- lichen bei der Objektverfolgung eine präzise Anfangs- und Enderkennung des Objekts mit punktgenauem Ansprech- verhalten. Selbst kleine Objekte sollen aufgrund des präzi- sen Ansprechverhaltens optimal erfassen werden können. Taster mit der neuen Lichtquelle lassen sich deshalb in manchen Fällen auch alternativ zu Laserlichttastern ein- setzen. Ein weiterer Vorteil ist die höhere Funktionsreserve bei Applikationen mit Reflexionslichtschranken, wenn diese mit kleinen Reflektoren und bei großen Distanzen verwendet werden. Bei Parallelbetrieb von mehreren Ein- weglichtschranken steigt die Detektionssicherheit, weil der kompakte Lichtstrahl Streulicht minimiert. Zudem redu- ziert die Power-PinPoint-LED Umspiegelungen, was eben- falls zur hohen Detektionssicherheit beiträgt. Die Lichtquelle ist laut Hersteller erstmals mit den Leuze-Sensoren der Serien 33C und 35C sowie mit den Lichttastern der Serien 25C, 3C und 5B erhältlich. WEITERE INFORMATIONEN

I S N H C I E Z R E V N E L L E U Q S G U Z E B 44 Lasertechnik Laser-Strahlquellen Faserlaser FRAUNHOFER – INSTITUT FÜR LASERTECHNIK ILT Steinbachstraße 15 D-52074 Aachen Tel.: +49 (0)241 8906-0, Fax: -121 www.ilt.fraunhofer.de info@ilt.fraunhofer.de TRUMPF Laser- und Systemtechnik SE Johann-Maus-Straße 2 D-71254 Ditzingen Tel.: +49 (0)7156-303 30862 info@trumpf.com, www.trumpf.com Spetec GmbH Laserschutz – Reinraumtechnik Tel.: +49 8122 95909-0 Fax: +49 8122 95909-55 spetec@spetec.de www.spetec.de Laser- Strahlführungssysteme Hamamatsu Photonics Deutschland GmbH Arzbergerstraße 10 D-82211 Herrsching Tel.: +49 (0)8152 375-100 info@hamamatsu.de www.hamamatsu.de Luxinar GmbH Röntgenstraße 6, D-21465 Reinbek Tel.: +49 (0)40 883624-60 sales.de@luxinar.com www.luxinar.com Soliton Laser- und Messtechnik GmbH Talhofstraße 32, D-82205 Gilching Tel.: +49 (0)8105 77920 info@soliton-gmbh.de www.soliton-gmbh.de TRUMPF Laser- und Systemtechnik SE Johann-Maus-Straße 2 D-71254 Ditzingen Tel.: +49 (0)7156-303 30862 info@trumpf.com, www.trumpf.com Laser-Systemkomponenten BUSCH Microsystems GmbH Hochpräzise Positioniersysteme für dynamische Laseranwendungen www.busch-microsystems.de Tel.: +49 671 2013310 FLEXA GmbH Kabelschutzsysteme Darmstädter Straße 184, D-63456 Hanau Tel.: +49 (0)6181 677-0 www.flexa.de info@flexa.de Laser-Strahlenschutz LASERVISION GmbH & Co. KG Würzburger Straße 152 D-90766 Fürth Tel.: +49 911 9736-8100 Fax: +49 911 9736-8199 info@lvg.com www.uvex-laservision.de PROTECT-Laserschutz GmbH Mühlhofer Hauptstraße 7 D-90453 Nürnberg Tel.: +49 (0)911 96 44 31-0, Fax: -181 info@protect-laserschutz.de www.protect-laserschutz.de Föhrenbach GmbH Positionier-Systeme Lindenstraße 34 D-79843 Löffingen-Unadingen www.foehrenbach.com Lasermaterial- bearbeitung Laser-Schweißen LASERVISION GmbH & Co. KG Würzburger Straße 152 D-90766 Fürth Tel.: +49 911 9736-8100 Fax: +49 911 9736-8199 info@lvg.com www.uvex-laservision.de LASERVORM GmbH Lasermaschinenbau, Laserlohnfertigung und Service für Schweißen, Härten und Auftragsschweißen. www.laservorm.com, Altmittweida

Laser- Fertigungstechnik Systemperipherie der Laser-Fertigungstechnik OWIS GmbH Optische Strahlführungssysteme und Positionierer Im Gaisgraben 7, D-79219 Staufen i. Br. www.owis.eu Gautinger Straße 45, D-82061 Neuried www.dnpt.de info@dnpt.de Tel.: +49 (0)89 7248 150-0 Leistungsstarke Peltier Umlaufkühlsysteme, hochwertige Peltier-Module & TEC-Controller Soliton Laser- und Messtechnik GmbH Talhofstraße 32, D-82205 Gilching Tel.: +49 (0)8105 77920 info@soliton-gmbh.de www.soliton-gmbh.de HYDAC Thermo Systems GmbH Winterbruckenweg 30 D-86316 Friedberg Tel.: +49 (0)821 74771-4 www.hydac.com Optoelektronische Mess- und Analysesysteme Luftreinhaltung OWIS GmbH Optische Strahlführungssysteme und Positionierer Im Gaisgraben 7, D-79219 Staufen i. Br. www.owis.eu BOFA – A Donaldson Company Rauchabsaugung + Filtrierung Tel.: +49 (0)2594-78170 bofavertrieb@donaldson.com www.bofainternational.com I S N H C I E Z R E V N E L L E U Q S G U Z E B 46 BUSCH Microsystems GmbH Hochpräzise Positioniersysteme für dynamische Laseranwendungen www.busch-microsystems.de Tel.: +49 671 2013310 LMB Lösungen für optimale Produktionsabläufe LMB Automation GmbH Schmölestraße 13, D-58640 Iserlohn Tel.: +49 (0)2371 152-200, Fax: -290 maschinenbau@lmb-gruppe.de www.lmb-gruppe.de OWIS GmbH Optische Strahlführungssysteme und Positionierer Im Gaisgraben 7, D-79219 Staufen i. Br. www.owis.eu Mess- und Prüftechnik Laser-Mess- und -Prüfsysteme BUSCH Microsystems GmbH Hochpräzise Positioniersysteme für dynamische Laseranwendungen www.busch-microsystems.de Tel.: +49 671 2013310 Yokogawa Deutschland GmbH Test & Measurement Niederlassung Deutschland Gewerbestraße 17 D-82211 Herrsching Tel.: +49 8152 93100 info.herrsching@yokogawa.com www.tmi.yokogawa.com/de Laser-Zubehör Laserkühlung Fuchs Umwelttechnik Produktions- und Vertriebs GmbH Gassenäcker 35 - 39 D-89195 Steinberg Tel.: +49 (0)7346 96140 Fax: +49 (0)7346 8422 info@fuchs-umwelttechnik.com www.fuchs-umwelttechnik.com TBH GmbH Heinrich-Hertz-Straße 8 D-75334 Straubenhardt Tel.: +49 7082 9473-0 info@tbh.eu FRAUNHOFER – INSTITUT FÜR LASERTECHNIK ILT Steinbachstraße 15 D-52074 Aachen Tel.: +49 (0)241 8906-0, Fax: -121 www.ilt.fraunhofer.de info@ilt.fraunhofer.de DELTATHERM Hirmer GmbH Bövingen 122, D-53804 Much Tel.: +49 2245 6107-0, Fax: -10 info@deltatherm.de www.deltatherm.de

I S N H C I E Z R E V N E L L E U Q S G U Z E B 48 LightGuideOptics Germany GmbH Werner-von-Siemens-Straße 39 D-53340 Meckenheim Tel.: +49 2225 7095-320 sales@lightguide.de www.lightguide.de 2000 Northeast Expressway Norcross, GA 30071 USA www.ofsoptics.com ufetzer@ofsoptics.com Tel.: +49 7024 8689300 LWL – Lichtwellenleiter CeramOptec GmbH Siemensstraße 44 D-53121 Bonn Tel.: +49 (0)228 97967-0 sales@ceramoptec.com www.ceramoptec.com LWL-Sachsenkabel GmbH Hauptstraße 110, D-09390 Gornsdorf Tel.: +49 (0)3721 3988-0 anfrage@sachsenkabel.de www.sachsenkabel.de LWL – Komponenten Systemintegration FLEXA GmbH Kabelschutzsysteme Darmstädter Straße 184, D-63456 Hanau Tel.: +49 (0)6181 677-0 www.flexa.de info@flexa.de Laser-Systeme und -Systemtechnik FRAUNHOFER – INSTITUT FÜR LASERTECHNIK ILT Steinbachstraße 15 D-52074 Aachen Tel.: +49 (0)241 8906-0, Fax: -121 www.ilt.fraunhofer.de info@ilt.fraunhofer.de Programmiersysteme CAM-Service GmbH Tel.: +49 (0)511 97 93 97 90 info@cam-service.com www.cam-service.com 2D + 3D Laser Software LMB Lösungen für optimale Produktionsabläufe LMB Automation GmbH Schmölestraße 13 D-58640 Iserlohn Tel.: +49 (0)2371 152-200, Fax: -290 maschinenbau@lmb-gruppe.de www.lmb-gruppe.de SWS-Laser Solutions GmbH Wildmoos 3b D-82266 Inning am Ammersee Tel.: +49 (0)8143 9997920 info@swslaser.de 3D-Laserscanning Entspiegelungsspray Helling GmbH Spökerdamm 2 D-25436 Heidgraben Tel.: +49 (0)4122 922-0 Fax: +49 (0)4122 922-201 info@helling.de www.helling.de Laser-Medizintechnik CeramOptec GmbH Siemensstraße 44 D-53121 Bonn Tel.: +49 (0)228 97967-0 sales@ceramoptec.com www.ceramoptec.com Nähere Informationen Felchner-Medien GmbH Mediaberatung | Andrea Dyck Tel.: +49 8341 96617-84 | ad@felchner-medien.de lppro.felchner-medien.de

3 5 2 2 0 0 2 2 . . 2 1 0 0 E E B B A A G G S S U U A A U U A A H H C C S S R R O O V V 50 50 Schwerpunktthema Stitching-Algorithmus für ToF erweitert das 3-D-Sichtfeld s e c i v e D g o l a n A : d l i B Dank außergewöhnlicher Fähigkeiten in der Tiefen- berechnung und Infrarot-Bildgebung sind Time-of- Flight-Kameras (ToF) vor allem in der Robotik beliebt. Allerdings begrenzt die Komplexität der optischen Systeme häufig ihr Sichtfeld und ihre Standalone-Fähig- keit. Ein Algorithmus, der 3-D-Bilder zusammenfügt, löst dieses Problem. Er wurde für einen unterstützen- den Host-Prozessor entwickelt und macht Cloud-Be- rechnungen überflüssig. Der Algorithmus kombiniert nahtlos Infrarot- und Tiefendaten von mehreren ToF-Kameras in Echtzeit und erzeugt so ein kontinuierliches, hochwertiges 3-D- Bild. Die Erweiterung des Sichtfelds ist dabei nicht auf die Horizontale beschränkt. Dieselbe Methode kann auch in der vertikalen Dimension verwendet werden, um so eine echte sphärische Sicht zu erhalten. Zu den Einsatzfeldern der zusammengefügten 3-D- Daten gehört das Deep-Learning insbesondere für mobile Roboter, um deren 3-D-Visualisierung und Inter- aktion mit der Umgebung zu verbessern. Redaktionsschluss: 16.01.2025 Anzeigenschluss: 30.01.2025 Die nächste Ausgabe der LP.PRO erscheint am 17.02.2025 WEITERE INFORMATIONEN Felchner Medien GmbH Alte Steige 26, D-87600 Kaufbeuren Tel. +49 8341 871401, Fax +49 8341 871404 info@felchner-medien.de www.felchner-medien.de Heraus ge ber | Geschäftsführer Dipl.-Kfm. Mark-Oliver Felchner mof@felchner-medien.de Verlagsleitung Sylvia Felchner sf@felchner-medien.de Redaktion Chefredakteur: Dr. Matthias Laasch Stellv. Chefredakteur: Dr. Matthias Gerlach redaktion@felchner-medien.de Anzeigenleitung Andrea Dyck ad@felchner-medien.de Social-Media-Admin Julia Pagelkopf jp@felchner-medien.de Mediadisposition | Abonnentenservice Tanja Fiedler tf@felchner-medien.de Leserservice VU SOLUTIONS GmbH & Co. KG Große Hub 10, D-63344 Eltville am Rhein Tel. +49 6123 9238-249, Fax +49 6123 9238-244 LP.PRO@vuservice.de Erscheinungsweise 6 x jährlich (inkl. MwSt. und Versand) (o. MwSt. inkl. Versand) Druckauflage | E-Paper 6.000 Exemp la re | 5.726 Exemplare II. Quartal 2024 Angeschlossen an die Informationsgemeinschaft zur Feststellung der Verbreitung von Werbeträgern – Sicherung der Auflagenwahrheit Bezugspreise – Jahresabonnement Inland € 125,00 Ausland € 135,00 E-Paper (Inland /Ausland) € 112,00 ISSN 0938-9172 Bankverbindung Kontoinhaber: Felchner Medien GmbH IBAN DE25 7335 0000 0010 4127 81 BIC BYLADEM1ALG Druck Holzmann Druck GmbH & Co KG Gewerbestraße 2, D-86825 Bad Wörishofen Es gilt die Preisliste Nr. 39 vom 01.01.2024 Annahmebedingungen für redaktionelle Beiträge Das Fachmagazin LP.PRO kann nur Beiträge annehmen, die uneingeschränkt geistiges Eigentum des Verfassers sind. Es werden weiter an die Annahme von Manuskripten folgende Bedingungen geknüpft: 1. Die Redaktion nimmt nur Originalbeiträge an, außer sie er- sucht selbst um die Erlaubnis zum Nachdruck. 2. Der Artikel darf nicht gleichzeitig in redaktionell geänderter Form, aber fachlich gleichem Inhalt an anderer Stelle veröffentlicht werden, ohne dass die Zustimmung der Redaktion eingeholt wurde. Für unverlangt eingesandte Manuskripte wird keine Gewähr übernommen. Nachdruck ist nicht gestat tet. Die mit dem Namen des Verfassers gezeichneten Artikel stellen nicht unbedingt die Meinung von LP.PRO dar. Es kann keine Gewähr dafür über- nommen werden, dass die in diesem Fachmagazin veröffent- lichten Geräte, Anlagen, Schaltungen und Verfahren sowie die m u s s e r p m im Text genannten Warenangaben frei von Rechten Dritter sind.I

Photonics Radio