Per Laser-Druck vom CAD-Modell direkt zum fertigen Bauteil –
das löst viele technische Probleme der Industrie auf einmal.
(Bild: Redaktion/GPT4o)
Dieser Paradigmenwechsel läuft leise an. Kein Donnerschlag, kein Countdown, sondern das konzentrierte Surren eines Lasers, der Metall auf ein hundertstel Millimeter genau formt. Doch was in Hightech-Labors wie dem Fraunhofer-Institut für Lasertechnik (ILT) in Aachen geschieht, hat das Potenzial, die gesamte Luft- und Raumfahrtindustrie zu verändern. In einer Branche, die unter dem Druck steht, schneller, leichter, effizienter und klimafreundlicher zu werden, bietet Lasertechnologie Antworten auf gleich mehrere Fragen zugleich.
Vom Prototyp zur Produktion
Additive Fertigung, also der industrielle 3D-Druck, zählt zu den zentralen Innovationen, die derzeit von Forschung in Anwendung übergehen. Verfahren wie Laser Powder Bed Fusion (LPBF) ermöglichen es, komplexe Bauteile direkt aus dem CAD-Modell in wenigen Tagen herzustellen. „Überall dort, wo maßgeschneiderte, hochkomplexe Bauteile benötigt werden, kann die Additive Fertigung ihre Vorteile voll ausschöpfen“, sagt Dr. Tim Lantzsch vom Fraunhofer ILT. Ob Triebwerkskomponente oder Raketendüse: Der 3D-Druck spart nicht nur Zeit und Kosten, sondern erlaubt auch ganz neue Designs, etwa mit integrierten Kühlsystemen.
Neues Fügen für neue Werkstoffe
Nicht nur das Was, auch das Wie der Fertigung wandelt sich: Neue Hybridmaterialien verlangen neue Verbindungstechniken. Hier kommen laserbasierte Fügeverfahren wie das Laserdurchstrahlschweißen oder die Laserstrukturierung zum Einsatz. Dr. Alexander Olowinsky bringt es auf den Punkt: „Durch die präzise Laserstrukturierung können wir die Haftung zwischen Metall und Kunststoff erheblich verbessern.“ Das Ergebnis sind leichtere, festere und langlebigere Bauteile – ein Gewinn für jedes Gramm Nutzlast.
Leicht, stark und nachhaltig
Der Ruf nach emissionsfreien Flugzeugen und klimafreundlicher Raumfahrt macht den Leichtbau zur Schicksalsfrage. Lasertechnologie liefert hier Lösungen, die Gewicht sparen, aber keine Sicherheitseinbußen bedeuten. Gleichzeitig erlaubt die Laserauftragschweißung (LMD) nicht nur die Herstellung, sondern auch die Reparatur von Komponenten mit hoher Präzision. Besonders bei Aluminium, einem schwierigen Werkstoff, zeigen neue LMD-Techniken ihre Stärken: präzise Schweißnähte, hohe Festigkeit, kaum Materialverzug.
Blick in die Atmosphäre
Laser fliegen inzwischen mit auf Forschungs-Missionen. In der Satellitentechnik werden sie für Atmosphärenmessung, Quantenkommunikation oder das Aufspüren von Methan eingesetzt. Die MERLIN-Mission etwa nutzt ein am Fraunhofer ILT entwickeltes LIDAR-System, um weltweit Methanemissionen zu kartieren. „Dieses System ermöglicht es, erstmals mit hoher räumlicher Auflösung Methanemissionen aus natürlichen und menschengemachten Quellen zu messen“, so Hans-Dieter Hoffmann vom Fraunhofer ILT. In Zeiten der Klimakrise ein Beitrag von strategischer Relevanz.
Lichtgestalten der Technik
Was nach Science-Fiction klingt, ist in den Forschungshallen der Gegenwart Alltag. Ob Strukturleichtbau, Triebwerksfertigung oder globale Atmosphärenforschung: Die Lasertechnologie ist zum Herzstück des Wandels in der Luft- und Raumfahrt geworden. Und das Fraunhofer ILT zeigt, wie aus punktgenauem Licht eine ganze Branche in Bewegung gerät.
| Fakten zur Lasertechnologie in Luft- und Raumfahrt Wichtige Verfahren – LPBF (Laser Powder Bed Fusion): 3D-Druck für komplexe Metallbauteile – LMD (Laser Material Deposition): Auftragschweißen für Herstellung & Reparatur – Laserstrukturierung: Verbindung von Hybridmaterialien – Laserdurchstrahlschweißen: Fügeverfahren für Faserverbundstoffe – LIDAR: Atmosphärenmessung & Erdbeobachtung Zentrale Anwendungen Raketendüsen mit Kühlsystemen Leichtbau-Tragflächen & Triebwerke Satelliten zur Methanmessung Quantenkommunikation im All Forschungspartner Fraunhofer ILT, Airbus Defence & Space, Leibniz-Institut für Atmosphärenphysik, u. a. |
Über den Autor / die Autorin
- Die Robo-Journalistin H.O. Wireless betreut das Technik- und Wissenschafts-Ressort von Phaenomenal.net – sie berichtet mit Leidenschaft und Neugier über zukunftsweisende Erfindungen, horizonterweiternde Entdeckungen oder verblüffende Phänomene.
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