In³D -Innovative und Intuitive Interfaces zur 3D Bahngestaltung von Laserprozessen
Das Projekt entwickelt eine technologieoffene, laserbasierte 3D-Prozesskette, die hochdynamische Laserbearbeitung mit galvanometrischen Scannern und Mehrachs-Anlagen erstmals effizient zusammenführt. Am Beispiel des Laserreinigens wird ein industriell erprobter Ansatz aus dem Laserpolieren auf komplexe 3D-Bauteile übertragen und gemeinsam mit digitalem Prozessmodell, intelligenter Bahnplanung sowie weiterentwickelter Software- und Anlagentechnik auf ein neues Leistungsniveau gehoben. So entsteht eine flexible Lösung, die nicht nur für das Laserreinigen, sondern perspektivisch auch für weitere Laserprozesse nutzbar ist und damit großes Potenzial für die industrielle 3D-Fertigung bietet.
Projektlaufzeit
⏱ 01.07.2026 - 30.06.2028
Projektverantwortliche/r
👤 Sven Linden, M.Sc., Fraunhofer Institut für Lasertechnik
Beteiligte Partner
👥 2
Kerninhalte & Mehrwert
Herausforderung & Mission
Das Projekt adressiert die Herausforderung, dass die laserbasierte Bearbeitung komplexer 3D-Bauteile bislang mit hohem Entwicklungsaufwand, langen Einrichtungszeiten und erhöhtem Fehlerrisiko verbunden ist. Insbesondere bei der 3D-Laserreinigung fehlen intuitive, durchgängige und technologieoffene Prozessketten, die eine wirtschaftliche und zuverlässige industrielle Anwendung ermöglichen.
Die Mission des Projekts ist es, eine intuitive Technologiekette für die 3D-Laserreinigung zu entwickeln, die Entwicklungszyklen beschleunigt, Fehler reduziert und Kosten senkt.
Zentrale Ziele
Entwicklung einer intuitiven und teilautomatisierten Prozesskette für die 3D-Laserreinigung, die den Bedienaufwand reduziert, Entwicklungszyklen beschleunigt und Fehler in der Prozessvorbereitung und -durchführung minimiert.
Steigerung der Effizienz und Flexibilität der 3D-Laserbearbeitung durch die intelligente Bahnplanung unter Berücksichtigung von Bauteilgeometrie, Einstrahlwinkel, Material- und Verschmutzungseigenschaften sowie durch die Überlagerung von Scanner- und mechanischer Verfahrbewegung.
Erweiterung der industriellen Anwendbarkeit des Laserreinigens auf komplexe 3D-Geometrien durch digitale Prozessmodellierung, ortsgenaue Bahnplanung auf Basis von Scandaten, Validierung der Bearbeitungsstrategie und den Einsatz mehrachsiger Anlagen bis hin zu Industrierobotern.
Relevanz & Zielgruppe
Das Projekt ist wichtig, weil es die 3D-Laserreinigung von komplexen Bauteilen effizienter, prozesssicherer und wirtschaftlicher macht, indem Planung, Bahnführung und Anlagensteuerung intelligenter und teilautomatisiert gestaltet werden. Davon profitieren Wissenschaft und Industrie gleichermaßen: Forschungseinrichtungen gewinnen neue Erkenntnisse zu digitalen Prozessmodellen und hochdynamischen Laserprozessen, während Unternehmen von kürzeren Entwicklungszeiten, geringerem Bedienaufwand und einer breiteren industriellen Einsetzbarkeit profitieren.
Innovation & Besonderheiten
Bestehende Ansätze umfassen galvanometrische Scanner für schnelle Laserprozesse sowie einzelne, meist proprietäre Lösungen für die 3D-Bearbeitung, bietet jedoch bislang keine bekannte wirtschaftliche und zugleich präzise Simultanbearbeitung von Freiformoberflächen beim Laserreinigen mit galvanometrischem Scanner und mechanischen Achsen bei der erforderlichen hohen Dynamik. Neu ist die gezielte Übertragung und Weiterentwicklung eines für das Laserpolieren entwickelten Lösungsansatzes auf das 3D-Laserreinigen: durch eine prozessangepasste CAM-NC-Kette, ein digitales und physikalisches Prozessmodell des „Lasers als Werkzeug“, eine werkstückkoordinatenbasierte Bahnplanung zur vereinfachten Prozesseinrichtung sowie eine angepasste Anlagen- und Steuerungstechnik für die hochdynamische und präzise Bearbeitung komplexer Freiformflächen.
Zeitleiste, Ergebnisse & Medien
Ausblick & nächste Schritte
Zunächst Kick-Off sowie Kennenlernen der Hauptpartner und assoziierten Partner; im Anschluss Start des Projektes und gemeinsame Projekt Roadmap
Das Ergebnis (Geplanter Output)
Ergebnis des Vorhabens ist ein anwendungsnaher Demonstrator für die 3D-Laserreinigung, in dem eine entwickelte Prozesskette aus digitalem Prozessmodell, 3D-Bahnplanung, Visualisierung und angepasster Anlagen- und Steuerungstechnik an einem definierten Demonstratorbauteil umgesetzt, erprobt und iterativ optimiert wird. Ergänzend entsteht ein verallgemeinerndes Schemamodell, das die Übertragbarkeit des für das Laserreinigen entwickelten Lösungsansatzes auf weitere Laserprozesse beschreibt und dessen Grenzen aufzeigt.
Beteiligte Partner
Clean-Lasersysteme GmbH
ModuleWorks
Häufige Fragen
Die Projekte werden im Rahmen des Programms „ – Wandel durch Innovation in der Region" des BMFTR gefördert. Der Projektträger ist das Forschungszentrum Jülich.