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Ausgezeichnet wird der Ingenieur Dr. Edgar Willenborg vom Fraunhofer-Institut für Lasertechnik, Aachen, für sein innovatives Verfahren "Polieren von Werkzeugstählen mit Laserstrahlung". Seine Arbeit bildet die Grundlage für eine neue Anlage, die erstmals das maschinelle Polieren komplexer (dreidimensionaler) metallischer Oberflächen mittels Laserstrahl im Werkzeug- und Formenbau ermöglicht. Dieses neuartige Fertigungsverfahren automatisiert den bisher weitestgehend von Hand durchgeführten und damit personal- und kostenintensiven Arbeitsgang des Polierens von metallischen Werkstücken.
Wissenschaftspreis 2006: Optische Technologien
Laserstrahlpolierung: Automatisierung statt Arbeitsplatzverlagerung
Am 21. Juni 2006 zeichnen der Industrie-Club Düsseldorf und das Wissenschaftszentrum Nordrhein-Westfalen in Düsseldorf den Ingenieur
Dr. Edgar Willenborg vom Fraunhofer-Institut für Lasertechnik, Aachen, mit dem Wissenschaftspreis 2006 aus. Dr. Edgar Willenborg erhält den vom Industrie-Club Düsseldorf gestifteten Preis in Höhe von 20.000 Euro für seine Dissertationsschrift "Polieren von Werkzeugstählen mit Laserstrahlung".
Seine Arbeit beschäftigt sich mit verfahrenstechnischen, werkstoffkundlichen und anlagetechnischen Grundlagen für ein neues Verfahren zur Oberflächenbearbeitung. Die Dissertation bildet die Grundlage für eine neue Anlage, die erstmals das automatisierte Polieren komplexer (dreidimensionaler) metallischer Oberflächen mittels Laserstrahlung ermöglicht. Erste Einsatzfelder werden der Werkzeug- und Formenbau und die Medizintechnik sein. Mit seiner Forschungsarbeit wird der Ingenieur der Idee des Preises - die Übertragung von innovativen Ergebnissen aus der Grundlagenforschung in die angewandte Forschung und von dort in die wirtschaftliche Anwendung - in hohem Maße gerecht.
In der industriellen Fertigung des Werkzeug- und Formenbaus, des Maschinenbaus, der Automobilindustrie, der Medizintechnik und auch der Pharmaindustrie ist das Polieren von metallischen Werkstücken der notwendig letzte Fertigungsschritt: Glatte Oberflächen reduzieren Reibung, verhindern Verschmutzungen und vermindern die Haftung oder das Aufwachsen von Mikroorganismen. Bis dato konnte dieser abschließende Arbeitsgang nur bei sehr einfach aufgebauten Werkstücken maschinell durchgeführt werden. Bei komplexen 3D-Geometrien musste manuell mit hohem Kosten- und Zeitaufwand (bis zu 30 min/cm2) poliert werden. Mit der Folge, dass vielfach dieser Arbeitsschritt, manchmal auch der gesamte Form- und Werkzeugbau in Länder mit einem niedrigeren Lohnniveau verlagert wurde.
Einen neuen Ansatz, um polierte metallische Oberflächen automatisiert herzustellen, bietet das von Edgar Willenborg entwickelte Laserstrahl-polieren. Dabei wird mit Laserstrahlung eine dünne Randschicht (< 0,1 mm) der zu polierenden Oberfläche erhitzt und geschmolzen. Aufgrund der Grenzflächenspannung des flüssigen Metalls glättet sich die Oberfläche ohne mechanisches Zutun. Durch das Wirkprinzip des Umschmelzens setzt sich das Laserstrahlpolieren von den konventionellen abtragenden Schleif- und Polierverfahren ab. Denn so entstehen Oberflächen, die frei von Schleifriefen und Kratzern sind und somit z.B. Verschmutzungen oder Bakterien nur geringe Anhaftungsmöglichkeiten bieten. Dieses innovative Verfahren ermöglicht es, die Rauheit der Oberflächen um einen Faktor von bis zu 20 zu reduzieren. Zum Vergleich: Die wenigen, bisher vorliegenden Arbeiten, die sich mit der Laserpolierung von Metallen beschäftigt haben, führten lediglich zu einem Faktor 2 bis 3.
Die Laserstrahlpolierung bietet gegenüber dem Polieren von Hand viele Vorteile: sie ist schneller, kostengünstiger und es gibt keine Umweltbelastung durch Schleif- und Polierabfälle. Auch genarbte und strukturierte Oberflächen können uneingeschränkt poliert werden, die gewünschte Oberflächenrauheit kann mit großer örtlicher Präzision eingestellt werden. Letzteres erlaubt es etwa im Produktdesign, gezielt verschiedene Rauheiten als Designelemente einzusetzen.
Auf Basis dieser grundlegenden Arbeit wird derzeit am Fraunhofer-Institut zusammen mit Partnern aus der Industrie eine Werkzeugmaschine zum Laserstrahlpolieren für die industrielle Produktion entwickelt. Hiermit und mit der Erteilung des Patentes im Frühjahr 2005 auf das Verfahren Laserstrahlpolieren sind die Voraussetzungen für die wissenschaftlich wie wirtschaftlich erfolgreiche Weiterentwicklung und die Umsetzung des Verfahrens in die industrielle Fertigung gegeben.
Festakt am 21. Juni 2006 ab 18:30 Uhr
Die festliche Verleihung des Wissenschaftspreises 2006 findet am 21. Juni 2006 ab 18:30 Uhr im Industrie-Club Düsseldorf, Elberfelder Straße 6, statt.
Nach den Grußworten des Vorstandsvorsitzenden des Industrie-Clubs Düsseldorf, Dr. Gustav A. von Halem, des Präsidenten des Wissenschaftszentrums Nordrhein-Westfalen, Prof. Dr. Dr. h.c. Gert Kaiser, und des Staatssekretärs im nordrhein-westfälischen Innovationsministerium, Dr. Michael Stückradt, stellt der Preisträger seine Arbeit vor. Den Festakt beschließt Prof. Dr. Hans-Jörg Bullinger, Präsident der Fraunhofer Gesellschaft, München, mit dem Vortrag "Perspektiven für Zukunftsmärkte - Optische Technologien als Innovationstreiber".
Wissenschaftspreis 2007: Mobilität: Straße, Schiene, Luft
Mit dem Wissenschaftspreis werden jährlich wissenschaftliche Forschungsarbeiten in wechselnden Disziplinen ausgezeichnet, die dazu beitragen, die Lücke zwischen Grundlagenforschung und der Innovation in der Anwendung zu schließen. Ab Juli dieses Jahres sind Nachwuchswissenschaftler aufgefordert, zukunftsweisende Forschungsarbeiten zum Themenfeld "Mobilität: Straße, Schiene, Luft" einzureichen.
http://Das Pressefoto von der Verleihung des Wissenschaftspreises 2006 und Bildmaterial zum Laserstrahlpolieren sind ab Donnerstag, den 22. Juni 2006, 9:30 Uhr, im Internet abrufbar unter:
http://www.wz.nrw.de/wz/veran/wispreis/wp2006.htm
Criteria of this press release:
Economics / business administration, Electrical engineering, Energy, Materials sciences, Mathematics, Mechanical engineering, Physics / astronomy
transregional, national
Personnel announcements, Research results
German
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