Die Lasertechnologie verstehen
Die Geschichte des Lasers, von Laboren bis in die Werkstätten
Der Laser entstand nicht als Schneid- oder Graviermaschine. Am Anfang standen vielmehr Forschungen zum Licht und seinen Wechselwirkungen mit Materie. Der Einzug in die Industrie beruhte anschließend auf der Entwicklung von Strahlquellen, Maschinen und Verfahren, die für konkrete Anwendungen geeignet sind. Hier sind die wichtigsten Eckpunkte, die diese Entwicklung verständlich machen.
Von der stimulierten Emission zum Maser
LASER steht für Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, also für die Verstärkung von Licht durch stimulierte Strahlungsemission. Die stimulierte Emission ist das wissenschaftliche Prinzip, auf dem der Laser beruht. Die theoretischen Arbeiten von Albert Einstein spielen in dieser Geschichte eine Rolle.
Vor dem Laser entwickelten Charles Townes, James P. Gordon und Herbert Zeiger in den 1950er Jahren den Maser. Der Maser verstärkt Mikrowellen: Er erzeugt also nicht den Lichtstrahl des ersten Lasers. Dieser Schritt zeigt jedoch, dass eine auf stimulierter Emission beruhende Verstärkung in einem Gerät realisiert werden kann. Der Übergang zu optischen Frequenzen blieb damals noch Gegenstand der Forschung.
16. Mai 1960: der erste Rubinlaser
Der erste Laser wurde am 16. Mai 1960 in Malibu in den Vereinigten Staaten in Betrieb genommen. Theodore H. Maiman, Ingenieur und Physiker an den Hughes Research Laboratories, verwendete einen Rubin und eine Blitzlampe, um eine Laseremission zu erzeugen. Dieser Meilenstein betrifft ein Versuchsgerät, noch keine Werkstattmaschine.
Anschließend diversifizierten sich die Forschungsarbeiten und Patente hin zu Lasern, die unter anderem Gase, Fasern und Halbleiter verwenden. Die Geschichte führt also nicht zu einem einzigen Laser, sondern zu mehreren Strahlquellenfamilien.
Von Laserquellen zu industriellen Verfahren
Der Übergang vom Labor in die Werkstatt lässt sich nicht auf ein Datum oder eine einzige Maschine reduzieren. Er beruht auf der Integration von Laserquelle, Optik, Bewegung und Steuerung in ein System, das für den angestrebten Vorgang geeignet ist.
Bei einer Lösung von NWS LASER geht es darum, diese Möglichkeiten mit einem konkreten Bedarf zu verbinden: ein Werkstück schneiden, eine Oberfläche gravieren oder eine Information aufbringen. Material, gewünschte Qualität und Anforderungen des Arbeitsplatzes bestimmen anschließend die Versuche und die Qualifizierung des Verfahrens.
Schneiden, Gravieren und Markieren: unterschiedliche Ziele
Schneiden, Gravieren und Markieren in der Werkstatt dienen unterschiedlichen Zielen: ein Werkstück trennen, seine Oberfläche bearbeiten oder eine Information darauf aufbringen. Ein Projekt zur Personalisierung und ein Projekt zur Rückverfolgbarkeit lassen sich daher nicht anhand derselben Kriterien validieren.
Die Vielfalt der Laser bedeutet nicht, dass alle Materialien mit allen Maschinen kompatibel sind. Für die Untersuchung einer Anwendung müssen die Materialzusammensetzung, mögliche Beschichtungen und, sofern verfügbar, das Sicherheitsdatenblatt bekannt sein. Versuche an repräsentativen Proben ermöglichen es, das angestrebte Ergebnis mit der vorgesehenen Quelle und dem vorgesehenen Verfahren zu bewerten, ohne im Voraus ein bestimmtes Erscheinungsbild oder eine bestimmte Taktzeit zu versprechen.
Zur Integration in die Werkstatt gehört auch die Prävention
Die zunehmende Nutzung beseitigt die Risiken nicht. Handgeführte Lasergeräte zum Schweißen, Entlacken und Schneiden bergen optische Risiken sowie Gefahren durch Rauch, gefährliche Gase und Partikel, Entzündung und Verbrennungen. Die Art der Risiken hängt insbesondere von der Anwendung, dem Material und den bearbeiteten Beschichtungen ab.
Bei diesen handgeführten Geräten sollten die Risikominderung bereits bei der Konstruktion, die Abschirmung optischer Emissionen, die Erfassung von Schadstoffen und die Schulung des Personals Vorrang haben. Ergebnisse von Untersuchungen zum Entlacken sind keine allgemeingültigen Werte für jede Graviermaschine. Die Prävention muss für den tatsächlichen Arbeitsplatz unter Berücksichtigung der Gerätedokumentation und der erforderlichen Fachkenntnisse geplant werden.
Häufig gestellte Fragen
- Wer hat den ersten funktionsfähigen Laser entwickelt ?
- Theodore H. Maiman nahm den ersten Rubinlaser am 16. Mai 1960 in den Hughes Research Laboratories in Malibu in Betrieb. Ihm gingen theoretische Forschungen und der Maser voraus.
- War der erste Laser bereits eine Industriemaschine ?
- Nein. Maimans erster Rubinlaser war 1960 ein Versuchsgerät. Die Entwicklung verschiedener Strahlquellenfamilien und ihre Integration in geeignete Systeme ermöglichten später Anwendungen für konkrete Aufgaben.
- Wie lässt sich diese Geschichte mit einem Werkstattprojekt verbinden ?
- Commencez par définir la matière, l’opération souhaitée, le résultat attendu et les contraintes du poste. Ces informations servent à préparer des essais et une évaluation des risques. Vous pouvez contacter NWS Laser à info@nwslaser.fr ou au +33 4 81 68 04 04.
Quellen und Dokumentation
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