Einhundert Mal präziser als ein Kinofilm

Hochschule Aalen erhält Hochgeschwindigkeitskamera für Wärmebilder zur Forschung in der innovativen Laserbearbeitung

(PresseBox) - Wer kennt nicht die beeindruckenden Aufnahmen von Wärmebildkameras mit Häusern im Winter, auf denen die Schwächen einer thermischen Isolierung an den Fenstern sichtbar gemacht werden? Oder die Aufnahmen der Sicherheitstechnik in Flughäfen, bei denen die Passagiere auf erhöhte Temperatur untersucht werden? Das LaserApplikationsZentrum (LAZ) der Hochschule Aalen erhält nun eine moderne Hochgeschwindigkeitskamera der Firma InfraTec, um mit Wärmebildern die Temperaturverteilung auch bei schnellen Laserprozessen sichtbar zu machen.

Die hochpräzise Messtechnik wird von den Forschern am LAZ zur Optimierung innovativer Laserprozesse, wie beispielsweise dem 3D-Druck oder dem Laserlöten, eingesetzt. ?Durch die vielen Einsatzmöglichkeiten der Hightechkamera entstehen unserem LaserApplikationsZentrum ganz neue Möglichkeiten Vorgänge in der Laserbearbeitung zu beobachten, zu analysieren und zu optimieren,? so Professor Dr. Harald Riegel, Leiter des LaserApplikationsZentrums und Forscher im strategischen FH-Impulsprojekt SmartPro (Smarte Materialien und intelligente Produktionstechnologien für energieeffiziente Produkte der Zukunft).

Auf den optimalen Wärmefluss kommt es an

Weshalb benötigt eine Forschungszentrum, das sich mit Lasermaterialbearbeitung befasst eine Wärmebildkamera? Bei allen Laserprozessen wird die Laserstrahlung an der Materialoberfläche absorbiert und in Wärme umgewandelt. Je nachdem, wie schnell die Wärme abfließt, hat das Auswirkungen auf den Bearbeitungsprozess und das Ergebnis. Da man den Wärmefluss mit bloßem Auge nicht sehen kann, hilft den Forschern die Wärmebildkamera weiter. Markus Hofele, Doktorand am LAZ: ?Eine zu hohe Bearbeitungstemperatur kann die Bauteileigenschaften negativ beeinflussen, was wir natürlich verhindern möchten.? Beispielsweise beim Hochtemperaturlaserlöten muss die Fügestelle sehr präzise und gleichmäßig auf ca. 1.200 Grad Celsius erhitzt werden, während das restliche Bauteil kühl bleiben soll. ?Die Wärmebildkamera macht für uns sichtbar, wie sich das Bauteil beziehungsweise die Fügestelle erwärmt und an welche Stellen der Laserstrahl geführt werden muss, um eine optimale Durchwärmung des Bauteils sicherzustellen und die thermische Belastung der umgebenden Zonen zu reduzieren?, erklärt der junge Forscher.



Filmaufzeichungen bis zu 5.000 Hertz

Mit dem Hochleistungsgerät kann bei voller Auflösung mit 300 Hertz Bildfrequenz, also dreihundert Bilder pro Sekunde, aufgezeichnet werden. Im Teilbildmodus sogar bis zu enorm hohen 5.000 Hertz. Im Vergleich dazu: Bei aufwendig produzierten Kinofilmen betragen die Bildwechselfrequenzen 48 Hertz und bei Computerspielen 60 bis 240 Hertz. Durch Laserschutzfenster und Schutzgläser ist die Kamera gegen Laserstrahlung und Spritzer aus der Laserbearbeitung geschützt und kann deshalb in unmittelbarer Nähe zu den Laserstrahlen eingesetzt werden.

Optimale Ergebnisse beim 3D-Druck

Auch beim Pulverbett-basierten 3D-Druck, oft auch selektives Laserschmelzen genannt, leistet die Kamera wichtige Dienste, um die Ergebnisse zu optimieren. Bei diesem 3D-Druck-Verfahren wird das jeweilige Bauteil aus Metallpulver Schicht für Schicht gedruckt. Dabei kann es bei filigranen Strukturen zu Überhitzungen infolge eines Wärmestaus kommen. Um ein Bauteil reproduzierbar und fehlerfrei herzustellen, ist es wichtig, dass die Temperatur in einem geeigneten Bereich, dem Prozessfenster, liegt. Denn bleibt das Bauteil zu warm, können die nachfolgend aufgetragenen Schichten nicht mehr erstarren und es kommt zu Unebenheiten an der Bauteiloberfläche. ?Aber durch die Kamera erkennen wir Hitzestaus und können sie nachhaltig beseitigen?, erklärt Markus Hofele.

Werkstoffprüfung ohne das Bauteil zu zerstören

Zusätzlich nutzen die Forscher des LAZ die Kameraaufnahmen zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung während des Herstellprozesses. Dabei wird das zu prüfende Bauteil mit einer Wärmequelle in einer bestimmten Frequenz bestrahlt. Den entstehenden Wärmestrom stellt die hochauflösende Kamera präzise dar. Fehlstellen unterhalb der Materialoberfläche stören den Wärmefluss und können durch die Kamerabilder online aufgespürt werden, bzw. am Ende des Druckprozesses kann eine Freigabe im Fall einer fehlerfreien Herstellung sofort gegeben werden.

Die Wärmebildkamera wurde innerhalb des Forschungsprojekts FlexLight4.0 (?Flexibles Licht als Enabler von hochfunktionalisierten, adaptiven optischen Elementen und Sensoren für Realtime Messungen bei I4.0 Applikationen?) beschafft und wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert. In diesem Forschungsvorhaben wird eine komplette digitale Fertigungskette zur Herstellung von Bauteilen aus Metallen und Keramik aufgebaut werden, die auf Licht als Werkzeug mit flexiblen und anpassungsfähigen Eigenschaften basiert.

Weitere Infos zu dieser Pressemeldung:
Unternehmensinformation / Kurzprofil:
Bereitgestellt von Benutzer: PresseBox
Datum: 31.10.2018 - 11:42 Uhr
Sprache: Deutsch
News-ID 1665892
Anzahl Zeichen: 5038

Kontakt-Informationen:
Stadt:

Aalen

Kategorie:

Bildung & Beruf

Diese Pressemitteilung wurde bisher 381 mal aufgerufen.

An der Hochschule Aalen praxisnah und anwendungsorientiert Kunststoffe erleben ...
Kunststoffe stehen im Fokus der Medien, doch wie funktioniert Recycling eigentlich? Dieser Frage stellten sich jetzt 15 Schülerinnen und Schüler des Chemie-Leistungskurses des Aalener Theodor-Heuss-Gymnasiums gemeinsam mit ihrer Lehrerin Beate Ehret. Für eine umfassende Antwort ging’s an die Ho

Von Aalen in die Tiefsee und zurück ...
Wasser ist das Thema der Zukunft – davon ist Prof. Dr. Markus Glaser überzeugt. Egal ob Meerwasserentsalzung zur Trinkwassergenerierung, Energieerzeugung oder CO2-Speicherung, die Tiefsee bietet unzählige Anwendungsbereiche mit vielen spannenden Themen der Zukunft ab. Um realitätsnah Umgebungsb

Auswirkungen der Energiekrise auf Unternehmen: Welche Zukunftstechnologien zeigen Wirkung- ...
Die aktuelle Energiekrise stellt Unternehmen vor erhebliche Herausforderungen. In einem praxisbezogenen Klimasimulationsworkshop entwickelten Studierende der Masterstudiengänge Nachhaltige Unternehmensführung und Financial Management jetzt mithilfe des weltweit renommierten Klimasimulators En-ROAD

Weitere Mitteilungen von Hochschule Aalen - Technik und Wirtschaft

„Bundesregierung sieht ihren Fehler endlich ein“ ...
Die Handwerkskammer Freiburg begrüßt das Aus für die sogenannte Entlastungsprämie. „Die Bundesregierung tut gut daran, den Vermittlungsausschuss nicht anzurufen und diese Idee, Entlastung der Beschäftigten auf dem Rücken anderer zu erreichen, zu begraben“, macht Christof Burger, Präsident

Die besten Hochschulen Deutschlands: Munich Business School im CHE Hochschulranking mit Spitzenergebnis ...
Das Hochschulranking vom Centrum für Hochschulentwicklung (CHE) ist der umfassendste Hochschulvergleich im deutschsprachigen Raum. Es erscheint seit mehr als zwei Jahrzehnenten exklusiv im ZEIT Studienführer sowie auf der Plattform HeyStudium. Im aktuellen Ranking wurden BWL-Bachelorprogramme anha

Finanzierungssprechtag bei der IHK ...
Die IHK Heilbronn-Franken und die Handwerkskammer Heilbronn-Franken veranstalten gemeinsam mit der L-Bank und der Bürgschaftsbank Baden-Württemberg/Mittelständische Beteiligungsgesellschaft Baden-Württemberg (MBG) am Dienstag, 26. Mai, einen Finanzierungssprechtag. Dieser richtet sich an Existen

„Anliegen des Mittelstands wurden ernst genommen“ ...
Der heute gewählte Ministerpräsident Cem Özdemir und seine Regierungskoalition setzen aus Sicht der Handwerkskammer Freiburg wirtschaftspolitisch viele richtige Schwerpunkte. „Der Koalitionsvertrag lässt an vielen Stellen hoffen, dass die Anliegen des Handwerks und des Mittelstands ernst genom

Mitgliedsunternehmen der BG ETEM zahlen weniger ...
Der Vorstand der BG ETEM hat in seiner Sitzung am 13. Mai den Beitragsfuß von 2,80 auf 2,77 gesenkt. Damit sinkt der durchschnittliche Beitrag der Betriebe von 77 auf 76 Cent je 100 Euro von dem Betrieb an die Beschäftigten gezahlter Lohnsumme. „Wir können den Beitrag zum fünften Mal in Folge

Warum innere Arbeit heute wichtiger ist denn je ...
Warum ist innere Arbeit heute wichtiger denn je? Gerade in herausfordernden Zeiten zeigt sich, wie entscheidend mentale Stärke und emotionale Stabilität geworden sind. Wer innerlich gefestigt ist, begegnet Krisen anders, trifft klarere Entscheidungen und entwickelt neue Perspektiven. Viele Mensc

Upselling ohne Mehraufwand: Florian Gerstner von LearningSuite.io erklärt, wie digitale Lernplattformen zusätzliche Umsätze ermöglichen ...
Eigentlich sollen sie mehr Umsatz bringen, in der Praxis sorgen Bestandskunden aber oftmals nur für übermäßigen Aufwand. Kein Wunder, denn wo sich Agenturen, Coaches und Dienstleister um gewinnbringendes Upselling bemühen, fehlt es schlicht an Struktur und Basis. Wie also lassen sich die Prozes

Neues Ayvens Angebot: Gehaltsumwandlung mit Rundum-Service ...
Ayvens, eine der führenden Marken für herstellerunabhängige und nachhaltige Mobilitätsdienstleistungen in Deutschland, erweitert sein Portfolio um ein neues Angebot. "Benefit Car - powered by eclara" vereint Leasing von Elektroautos über Gehaltsumwandlung mit Rundum-Service für Unter

Karriere-Update mit Herz: WILMA Shoppen lädt zum Jobmarkt "Jobs mit Sinn" ein ...
Sinn stiften statt Zeit absitzen: Am 21. Mai 2026 verwandelt sich das Einkaufszentrum WILMA Shoppen in eine Anlaufstelle für alle, die eine berufliche Aufgabe mit gesellschaftlichem Mehrwert suchen. In Kooperation mit dem JOB POINT Berlin präsentieren verschiedene Unternehmen aus dem sozialen und

Papierlos arbeiten, digital punkten: Die neueÄra der Büroberufe ...
Der deutsche Arbeitsmarkt für Büro- und Verwaltungskräfte zeigt sich robust: Unternehmen suchen kontinuierlich nach qualifizierten Fachkräften – von Office Managern über Büroassistenzen bis hin zu Kaufleuten für Büromanagement. Diese stabile Nachfrage eröffnet Menschen in beruflichen Übe