Motivation:

Die Kombination moderner Strahlablenkungssysteme, wie galvanometrisch angetriebener Scanneroptiken, mit innovativen Laserstrahlquellen führt zu einer kontinuierlichen Erweiterung der Anwendungsfelder sowohl in der Mikro- als auch in der Makromaterialbearbeitung und ermöglicht eine produktive und hochpräzise Fertigung. Die Systemdynamik von Laseranlagen stellt einen zentralen Baustein für den industriellen Erfolg der Laserverfahren dar, erfüllt allerdings oftmals noch nicht die Prozessanforderungen,. Daraus ergeben sich  technische und wirtschaftliche Einschränkungen des industriellen Einsatzes der Fertigungsprozesse führt. Zusätzlich erfordert die anwendungsspezifische Parametrisierung von Lasersystemen ein weitreichendes Expertenwissen.

Zielsetzung und Vorgehen:

Im Forschungsvorhaben Tramik wird das Spannungsfeld zwischen der Produktivität von Fertigungsprozessen, der Qualität der Bearbeitungsergebnisse und der Anwendungsfreundlichkeit von Lasersystemen adressiert, indem die einzelnen Aspekte und deren Wechselwirkungen betrachtet werden. Der Lösungsansatz sieht den Aufbau eines systemunabhängigen Software-Moduls zur autonomen Trajektorienplanung vor, welches modellbasiert die Bewegung des Laserbrennflecks auf dem Werkstück vorausberechnet und gemäß den Prozessanforderungen optimiert. Die Dynamik und die Genauigkeit des Systems werden durch die Berücksichtigung der Eigenschaften der Scanneroptik, der Strahlquelle und der Prozesscharakteristika verschiedener Laserverfahren verbessert. Die Ausnutzung der zeitlichen Modulation der Emission der Strahlquelle und der Abstimmung der Emission auf die Bewegung des Laserbrennflecks und den aktuellen Prozesszustand soll die Bearbeitungsqualität erhöhen. Dazu soll die Entwicklung geeigneter Kommunikationsprotokolle zur Synchronisation von Laserstrahlquelle und Scanneroptik beitragen. Die Systemkomplexität wird für die anwendenden Unternehmen durch eine Mensch-Maschine-Schnittstelle beherrschbar gemacht, welche die Prozessauslegung ohne Expertenwissen und durch die Priorisierung verschiedener Prozessanforderungen ermöglicht.

Das Projekt Tramik sieht damit nicht nur eine technische Weiterentwicklung der Systemtechnik vor, sondern adressiert durch die anwendungsfreundliche Berücksichtigung von Anforderungen während der Prozessauslegung die Überwindung von Innovationshürden. Damit zielt das Projekt auf die wachsende Bedeutung der Lasertechnologie im industriellen Einsatz ab und unterstützt Unternehmen, langfristig neue Produkte wirtschaftlicher und ressourceneffizienter fertigen zu können.