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Made-to-measure micromachining with laser beams tailored in amplitude and phase

Projektbeschreibung

Lasertechnologie soll industrielle Produktionslinien sauberer und umweltfreundlicher gestalten

Umweltfreundliche Herstellungsprozesse schützen die Erde vor Ausbeutung und schonen natürliche Rohstoffe. Dadurch wird die globale Industrie sowohl nachhaltiger als auch umweltfreundlicher. Das EU-finanzierte Projekt METAMORPHA erstellt ein einzelnes, komplett elektrisches digitales Gerät auf der Basis einer Mikrobearbeitung mit Ultrakurzpulslaser. Es wird die mechanischen und chemischen Prozesse bei vielen herkömmlichen Produktionslinien ersetzen und gleichzeitig keine chemischen Abfälle produzieren. Außerdem stellt das Gerät aufgrund seiner Agilität und Skalierbarkeit die Abschaffung tausender Produktionsprozesse in Aussicht, die sich negativ auf die Umwelt auswirken. Eine Lebenszyklusanalyse und soziale Lebenszyklusanalyse wird durchgeführt, um die ökologischen und sozioökonomischen Vorteile abzuschätzen.

Ziel

"The METAMORPHA concept is a single agile USP laser micromachining platform to replace many conventional manufacturing process chains. It has the potential to eliminate thousands of environmentally damaging production processes. METAMORPHA is all-electric, all-digital, produces no waste chemicals and enables novel processes for product rework and repair.
All-in-one module: The key to this agility is a combination of two cascaded spatial light modulators (SLM) and a galvo scanner resulting in the most sophisticated beam shaping and steering ever developed. This allows a single module to perform the job of several laser processing heads: e.g. polishing, milling, drilling and cutting (importantly including any wall angle).
Made-to-measure laser processes: Each infeed component is scanned with a high resolution 3D sensor. A machine learning algorithm determines an individualised laser process to maximise efficiency and ensure ""first time right"".
In-line process control: Data from additional online sensors are processed using an edge device running a self-learning algorithm to provide real-time feedback for system control. The ultra-fast edge-based signal processing and synchronisation are key project topics.
Agile and scalable: Suitable for any standard industrial production line including 2-, 3- or 5-axis, rotating and roll-to-roll, and for scale up to parallel processing with multiple modules. The three end use cases (UCs) show the versatility and scope for replacing existing process chains:
UC-1 PHILIPS: Small complex metal parts (shaving heads) requiring 90 degree wall angles.
UC-2 TKSE: Large area embossing rollers and the re-writing of old rollers.
UC-3 CERAT: Very hard carbide parts and refurbishment of worn parts.
Sustainability assessment: A life cycle analysis (LCA) and social LCA will be carried out to quantify the environmental and socioeconomic benefits. A detailed plan for exploitation and an extensive dissemination and communication plan are in place."

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Koordinator

FRAUNHOFER GESELLSCHAFT ZUR FORDERUNG DER ANGEWANDTEN FORSCHUNG EV
Netto-EU-Beitrag
€ 1 486 827,00
Adresse
Hansastrasse 27c
80686 Munchen
Deutschland

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Region
Bayern Oberbayern München, Kreisfreie Stadt
Aktivitätstyp
Research Organisations
Links
Weitere Finanzmittel
€ 0,50

Beteiligte (11)