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Emis­sio­nen bei der Laser-Remotebearbeitung

Fraunhofer‐Institut für Werkstoff‐ und Strahl­tech­nik IWS stellt Lösung vor
Emis­sio­nen bei der Laser-Remotebearbeitung

Bei der Laser-Remotebearbeitung entstehen gesundheitsschädliche Emissionen. Foto: © bobo1980 - stock.adobe.com
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Maschi­nen­bau, Schiff­bau, Luft­fahrt – die Laser-Remotebearbeitung ist auf dem Vormarsch. Ein Problem gibt es jedoch: „Die Bear­bei­tung erfolgt mit einer hohen Inten­si­tät von mehre­ren Kilo­watt inner­halb von weni­gen Sekun­den. Dabei entste­hen gesund­heits­schäd­li­che Emis­sio­nen in Gestalt von klei­nen Parti­keln und Gasen“, erklärt Annett Klotz­bach, Leite­rin der Gruppe Kleben und Faser­ver­bund­tech­nik am Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahl­tech­nik IWS. Im Rahmen des IGF-Forschungsprojekts „Clean­Re­mote“ hat sie sich inten­siv mit der Thema­tik befasst.

Während früher mit einem Laser an einem Bauteil jeweils nur eine Stelle nach der ande­ren bear­bei­tet werden konnte, ermög­licht die Laser-Remotebearbeitung, Teile bis zu einer Größe von einem Meter an verschie­de­nen Stel­len quasi gleich­zei­tig zu schnei­den, zu schwei­ßen, abzu­tra­gen oder zu struk­tu­rie­ren.

Schäd­li­che Emis­sio­nen beim Bestü­cken der Laser-Remote-Anlage

Anwen­der dieses Verfah­rens sind jedoch durch gesund­heits­schäd­li­che Emis­sio­nen gefähr­det – vor allem dann, wenn eine Ferti­gungs­an­lage neu bestückt wird und somit geöff­net werden muss. Die Parti­kel können dann austre­ten und die Lunge des Bedie­ners schä­di­gen. Ausgangs­punkt für die Forschung war die Frage, in welche Rich­tung sich die mit bloßem Auge kaum erkenn­ba­ren Parti­kel bewe­gen. „Das kann recht unter­schied­lich sein, weil manche Parti­kel größer sind als andere. So haben die großen mehr kine­ti­sche Ener­gie und flie­gen deshalb höher“, so Klotz­bach.

Schäd­li­che Parti­kel werden abge­saugt

Hinzu komme, dass der Laser mit Hilfe verkipp­ba­rer Spie­gel inner­halb von Milli­se­kun­den von einer Posi­tion zur ande­ren springe, was die Berech­nun­gen kompli­ziert gestal­tet habe. „Unsere Part­ner vom Lehr­stuhl für Anor­ga­ni­sche Chemie der TU Dres­den haben daher am Compu­ter ein Strö­mungs­mo­dell entwi­ckelt, damit wir die Parti­kel­flug­bahn nach­voll­zie­hen können. Mit diesen Daten haben wir schließ­lich die Absaug­vor­rich­tun­gen opti­miert.“

Neben gezielt ange­ord­ne­ten Absaug­hau­ben wurde zusätz­lich ein soge­nann­ter Quer­jet einge­baut. „Für Teil­chen, die sich weit weg von den Absaug­hau­ben befin­den, brau­chen wir diesen. Sie werden so von einer Seite zur ande­ren gebla­sen und dann abge­saugt.“ Rest­ver­schmut­zun­gen würden zudem per CO2-Schneestrahlverfahren ‧besei­tigt, erläu­tert Klotz­bach.
www.iws.fraunhofer.de

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