Eine beispiellose Erfolgsgeschichte

Vor 50 Jahren entwickelte der amerikanische Physiker Theodore Maiman den ersten funktionstüchtigen Laser – und legte damit den Grundstein für einen beispiellosen Siegeszug durch praktisch alle Sparten der Technik. Den runden Geburtstag nahmen wir zum Anlass, um führende Experten der Laserbranche nach den wesentlichen Meilensteinen und der Zukunft der industriellen Lasertechnik sowie nach den kommenden Strahlquellen und Bearbeitungen zu fragen. gk

Peter Leibinger, Stellvertretender Vorsitzender der Geschäftsführung der Trumpf GmbH + Co. KG und Vorsitzender des Geschäftsbereichs Lasertechnik/Elektronik

Was waren für Sie und Ihr Unternehmen die wesentlichen Meilensteine der industriellen Lasertechnik?

Für Trumpf gab es in der Lasertechnik sowohl bei den Festkörperlasern als auch bei den CO2-Lasern wichtige Meilensteine in den letzten 40 Jahren. In den 1970er Jahren wurden wir bei Trumpf auf wissenschaftliche Veröffentlichungen aufmerksam, wonach man mit CO2-Lasern Bleche schneiden kann. Wir kauften einen Laser, den wir dann an eine Stanzmaschine angebaut haben. 1979 haben wir damit erstmals Konturschnitte im Blech erzeugt. Dies war die Geburtsstunde unserer ersten Laser-Stanz-Kombinationsmaschine.

Der Laser in dieser Maschine war noch alles andere als industrietauglich. Deshalb beschloss Trumpf im Jahr 1981, selbst in die Laserentwicklung einzusteigen. 1985 stellten wir unseren ersten industrietauglichen CO2-Laser vor. Inzwischen bieten wir CO2-Laser zwischen 1 und 20 Kilowatt Leistung an, die unsere Kunden in erster Linie zum Schneiden von Blechen oder Schweißprozesse einsetzen, beispielsweise in der Schwerindustrie.

Die Entwicklung von Laserlichtkabeln für Festkörperlaser im Jahr 1985 durch Haas-Laser – gehört seit 1992 zu Trumpf – war ein weiterer Meilenstein. Das Licht von Festkörperlasern lässt sich dank seiner im Vergleich zum CO2-Laser kürzeren Wellenlänge in Glasfasern transportieren. Dies ermöglicht unseren Kunden, Strahlerzeugung und Bearbeitungsort voneinander zu trennen. Eine zusätzliche Strahlteilung im Laser ermöglicht den Einsatz des Lichts gleichzeitig an mehreren Orten. Diese Flexibilität beschleunigte die Verbreitung der Festkörperlaser als industrielles Werkzeug seit den 1980er Jahren.

Mit der Einführung der TruDisk Scheibenlaser im Jahr 1999 gelang Trumpf ein weiterer großer Schritt. Diese kompakten Hochleistungs-Festkörperlaser sind um ein Vielfaches energieeffizienter als ihre Vorgänger, die lampengepumpten Stablaser. Unsere neueste Generation, die letztes Jahr auf den Markt kam, bietet Leistungen zwischen 1 und 16 Kilowatt.

Der aus meiner Sicht vierte Meilenstein, der auch für die Zukunft der Lasertechnik eine Schlüsselrolle spielen wird, war die Entscheidung, eigene Laserdioden zu entwickeln. Nach Akquisition eines Unternehmens im Jahr 2002 mit entsprechender Expertise in diesem Bereich begannen wir mit der Entwicklung halbleiterbasierter Laserdioden. Heute entwickeln und produzieren wir Laserdioden, die das Herzstück unserer Scheiben- und Diodenlaser sind.

Wie schätzen Sie die Zukunft der industriellen Lasertechnik ein?

Die Zukunft des Lasers ist brillant, seine besten Jahre stehen ihm noch bevor. Dafür gibt es zahlreiche Gründe, zum Beispiel die sinkenden Investitionskosten pro Watt Laserleistung, die schon heute den Laser für immer breitere Marktsegmente interessant machen, oder die zunehmend höheren Steckdosenwirkungsgrade von bis zu 40 Prozent.

Der Markt bietet den Anwendern eine ganze Reihe von verschiedenen Strahlquellentechnologien mit unterschiedlichen Eigenschaften wie Wellenlänge, Pulsdauer oder Leistung.

Für viele Applikationen gibt es bereits den passenden Laser. Falls dies nicht der Fall ist, lässt sich der Laser an die Anwendung anpassen. Auch haben sich die Anbieter industrieller Lasertechnik zu internationalen Unternehmen gewandelt. Sie bieten zuverlässige Geräte und weltweiten Service an. Sie verstehen die Bedürfnisse ihrer Kunden, man spricht dieselbe Sprache. Trumpf hat dies als einer der ersten Anbieter erkannt und erfolgreich umgesetzt. Unser umfassendes Applikationsfachwissen trägt dazu bei, dass der Laser zunehmend den Weg in die Produktionshallen findet.

Welche Strahlquellen und welche Bearbeitungen werden Ihrer Überzeugung nach den industriellen Lasereinsatz in den nächsten Jahren prägen?

Auch in Zukunft werden verschiedene Laserstrahltechnologien nebeneinander existieren. Der CO2-Laser wird in unseren Augen vorerst der Standard-Schneidlaser fürs Blechschneiden bleiben. Ganz einfach, weil er mit seiner Wellenlänge von 10 µm für diesen Prozess am robustesten ist und unseren Kunden die größte Flexibilität bietet. In 10-Jahres-Zeiträumen gedacht, wird der Diodenlaser in der Materialbearbeitung die dominierende Technologie sein. Bis dies soweit ist, müssen jedoch noch einige technologische Herausforderungen gemeistert werden. So lange werden diodengepumpte Festkörperlaser bei vielen Applikationen führend sein. Hier wird sich im Multikilowatt-Bereich der Scheibenlaser weiter etablieren. Schon heute ist er hier die dominierende Technologie. Auch der Faserlaser wird seine Felder besetzen, vor allem in unteren Leistungsbereichen.

Laser für die Mikrobearbeitung werden in ihrer Bedeutung als Wachstumstreiber weiter steigen. Denn viele Mikroanwendungen sind nur mit dem Laser möglich, beispielsweise Anwendungen aus der Halbleiter- oder Photovoltaikindustrie. Mit ihren ultrakurzen Pulsen und ihrer hohen Brillanz können diese Laser Materialien und Bauteile mit einer Qualität und Funktionalität bearbeiten, bei denen alternative Verfahren an ihre Grenzen stoßen. Die Möglichkeiten, die sich für bisher nicht mit dem Laser bearbeitbare Materialien oder neuartige Anwendungen bieten, sind bei Weitem noch nicht ausgeschöpft.

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