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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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