Lasertechnik treibt Technologien in der Photonik voran
Angenehme Überraschung für die deutsche Laserbranche: Dank einer Auftragsflut, die noch vor einem Jahr kaum angedacht wurde, rückt der Order- und Umsatzrekord von 2008 näher. Die Messe Laser World of Photonics 2011 in München (23. bis 26. Mai) könnte den entscheidenden Schub in Richtung des 2008er Rekordes bringen. Da passt es gut, dass sich der Laser immer mehr zu einem Technologietreiber in den unterschiedlichsten Bereichen der Photonik entwickelt, wie die Leitmesse zeigen wird.
Umsatzrekord in der Photonik rückt näher.
Foto: Universität Karlsruhe
„Die Voraussagen für das aktuelle Geschäftsjahr zeigen, dass sich die Laserindustrie bereits 2011 nahezu vollständig erholen und ein mit dem Kalenderjahr 2008 vergleichbares Niveau erreichen wird. Dies geschieht ein Jahr früher, als alle Prognosen von Anfang 2010 vorhergesagt hatten“, so Peter Leibinger, Geschäftsführer von Trumpf Laser- und Systemtechnik, Ditzingen. Stärkster Markt sei und bleibe die Metallbearbeitung. Dort dominiere das Geschäft mit den CO2-Lasern, auf die 70 % Marktanteil entfalle. Aber gerade die Festkörperlaser – besonders Scheiben- und Faserlaser – zeichneten sich durch sehr hohe Wachstumsraten von über 30 % im Bereich der Metallbearbeitung aus. Die Gruppe der Festkörperlaser sei maßgeblich an der schnellen Erholung des Lasermarktes beteiligt. Speziell in den asiatischen Ländern habe die Nachfrage nach diesen Lasern bereits im Jahr 2010 stark zugenommen. Asien werde ein immer größerer Markt für die Laserindustrie.
„Die kraftvolle Markterholung im Jahr 2010 trieb das weltweite Absatzvolumen von Lasersystemen für die Materialbearbeitung mit rund 50 % Plus auf einen Wert von 5,9 Mrd. € damit auf ein Niveau, das das Erreichen des Vorkrisen-Rekordresultats aus 2008 in sehr greifbare Nähe gerückt hat“, ergänzte Gerhard Hein, Geschäftsführer der Arbeitsgemeinschaft Laser und Lasersysteme im Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau (VDMA), Frankfurt. Das konsolidierte Produktionsergebnis deutscher Herstellerfirmen von Lasersystemen und entsprechender international aufgestellter Firmengruppen mit Führungsgesellschaft in Deutschland sei überproportional um 54 % angestiegen, der Export legte 62 % zu und der Auftragseingang erfuhr eine sprunghafte Ausweitung um sogar 90 %. Gerhard Hein: „Damit ist klar, dass die Branche in Deutschland in der globalen Aufholjagd die Nase vorne hat.“
Hightechpotenzial der Lasertechnologie bietet weitere Wachstumsperspektiven
Aber auch das Hightechpotenzial der Lasertechnologie ist noch längst nicht ausgeschöpft und bietet weitere Wachstumsperspektiven: „Die Flexibilität dank der Führung des Lichtes per Laserlichtkabel sowie die Vielfältigkeit durch verschiedene Systeme – Stab, Scheibe, Faser, Diode – ermöglichen die unterschiedlichsten Anwendungen im Bereich der Materialbearbeitung“, ergänzte Peter Leibinger. Als eine der großen Innovationen, die auch in München für Diskussionsstoff sorgen wird, gilt für Branchenexperten der Ultrakurzpulslaser. Damit erschließt sich die Möglichkeit, Material ohne eine thermische Veränderung des Werkstückes zu bearbeiten. Die Entwicklung von Wärme und ihre Ausbreitung im umgebenden Material erfolge um ein Vielfaches langsamer als die eigentliche Wechselwirkungszeit des Lasers mit dem bestrahlten Material.
Attraktives Einsatzpotenzial bieten zudem Laserdioden: „Dies betrifft sowohl die Diodenlaser als auch Dioden, die als Pumpquelle zum Beispiel in einem Scheibenlaser verwendet werden“, so Leibinger. Die Leistung pro Diodenbarren sei in den letzten Jahren um mehr als den Faktor 4 gestiegen. Gleichzeitig hätten sich die Kosten pro Barren nur unmerklich verändert, womit sich das Verhältnis von Leistung zu Kosten ebenfalls vervielfacht habe. Neben solchen Neuerungen durch den Einsatz von Festkörperlasern dürfe man nicht vergessen, dass der CO2-Laser, der das Standardgeschäft der Materialbearbeitung weiterhin dominiert, immer wieder auch für Innovationen stehe und kontinuierlich weiterentwickelt werde. Der Grund liege in der für den CO2-Laser spezifischen Wellenlänge von 10 µm, die für verschiedene Prozesse attraktiver sei als die kürzeren Wellenlängen der Festkörperlaser. Als weiterer großer Fortschritt bei den Laserstrahlquellen gilt zudem die Steigerung der Energieeffizienz, wie sie etwa bei den Faserlasern festzustellen ist.
In der Systemtechnik wiederum, so Günther Braun, CEO und Präsident von Rofin-Sinar Technologies, Plymouth, USA, seien die Innovationen im Bereich der Maschinendynamik, aber auch in der Sensorik zur Prozesskontrolle zu finden. Er erläuterte: „Beim Laserschweißen beispielsweise ist es wichtig, dass der Laserstrahl exakt entlang der Fügestelle des Bauteils geführt wird, damit er zwei Bleche präzise verbinden kann.“ Dafür gäbe es bereits Standardschnittstellen und intelligente Sensorik, durch die sich sehr hohe Positioniergenauigkeiten selbst bei hohen Schweißgeschwindigkeiten erzielen lassen. Auch im Bereich des Laserschneidens beschäftige man sich intensiv mit der Online-Qualitätskontrolle und der Entwicklung von Standardlösungen, um eventuell auftretende Fehler während des Schneidprozesses frühzeitig erkennen und analysieren zu können.
Laserabtragen von Dünnschichten gilt als marktrelevante Innovation
Als marktrelevante Innovation gilt den Branchenexperten auch das Laserabtragen von Dünnschichten auf flexiblen Substraten. Dazu berichtete Marketingleiterin Mandy Gebhardt von der 3D-Micromac, Chemnitz: „Wir haben modular aufgebaute Fertigungsanlagen für verschiedene Elektronikbaugruppen entwickelt – wie zum Beispiel für flexible Solarzellen, zukünftig aber auch für organische Solarzellen und organische LEDs.“ Solche Systeme seien in der Lage, hohe Stückzahlen bei äußerst niedrigen Herstellungskosten zu fertigen.
Die Photonik-Branche in Deutschland weiter zu stärken, ist das zentrale Anliegen des neuen BMBF-Förderprogramms „Photonik Forschung Deutschland“: Es ist laut BMBF die Reaktion auf den deutschlandweiten Strategieprozess der der Branche, bis 2021 insgesamt 30 Mrd. € in Forschung und Entwicklung zu investieren. Diesen technologischen Aufbruch will das BMBF in den nächsten vier Jahren mit rund 100 Mio. € jährlich unterstützen. Georg Schütte, Staatssekretär im Bundesministerium für Bildung und Forschung, stellt das Programm auf der Laser World of Photonics 2011 vor.
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