Nagroda Przyszłości od prezydenta Niemiec dla firmy Bosch za poskromienie mocy lasera

Kolejna granica pokonana: za stworzenie nowych perspektyw w produkcji przemysłowej pracownicy firm Bosch i Trumpf oraz uniwersytetu w Jenie i Instytutu Optyki Stosowanej i Mechaniki Precyzyjnej im. Fraunhofera (Fraunhofer IOF) zostali nominowani do Niemieckiej Nagrody Przyszłości (Deutscher Zukunftspreis), przyznawanej przez prezydenta Niemiec. Dzięki partnerskiej współpracy ultrakrótkie impulsy laserowe znalazły drogę z laboratorium do hal fabrycznych. Nowe narzędzie pomoże przekształcić pomysły inżynierów w wyroby, których produkcja nie była do tej pory możliwa.

Sukces firm Bosch i Trumpf oraz uniwersytetu w Jenie to stworzenie nowych perspektyw w przemysłowej produkcji seryjnej dzięki wykorzystaniu ultrakrótkich impulsów

laserowych. Za to dr Jens König, prof. Stefan Nolte i dr Dirk Sutter otrzymali nominację do Niemieckiej Nagrody Przyszłości przyznawanej przez prezydenta Niemiec. Taką informację podała kancelaria prezydenta Niemiec w Monachium. Skoncentrowana energia impulsów laserowych umożliwia szybką, precyzyjną i ekonomiczną obróbkę materiałów na skalę przemysłową.

Badania podstawowe nad nowymi produktamiBadania podstawowe i prace wdrożeniowe były prowadzone w Niemczech. Zlokalizowano tutaj także produkcję i stworzono nowe miejsca pracy. Opracowana technologia umożliwi wytwarzanie wielu nowych produktów, których ulepszone funkcje już dziś służą konsumentom. Zaliczają się do nich niskoemisyjne i oszczędne silniki oraz systemy grzewcze. Technologia umożliwia także ograniczenie zużycia powierzchni materiałów, ale także produkcję lepiej tolerowanych implantów, które będą dłużej utrzymywać drożność zwężonych naczyń krwionośnych. Kolejny obszarem, który skorzysta na nowej technologii, są smartfony, bowiem wycinanie coraz cieńszych i odporniejszych na zarysowania pokryw szklanych wyświetlaczy oraz kamer jest możliwe praktycznie tylko przy wykorzystaniu nowych laserów.

 

 

Niemiecka Nagroda Przyszłości (Deutscher Zukunftspreis)

Przyznawana za osiągnięcia techniczne oraz innowacje i honorująca najwybitniejsze osiągnięcia naukowe o dużym potencjale ekonomicznym. – Taka kombinacja stanowi o innowacyjności naszego kraju i gwarantuje nam dobrobyt oraz powodzenie – wyjaśnił ideę nagrody prezydent Niemiec Joachim Gauck. Prestiżowa nagroda jest przyznawana od 1997 roku. Członkami jury są niezależni eksperci w dziedzinie nauki i zastosowań praktycznych. Zwycięzca Nagrody Przyszłości zostanie wyłoniony 4 grudnia.– Jesteśmy bardzo dumni z nominacji i rozwijamy ogromny potencjał nowej technologii z myślą o kolejnych zastosowaniach. Takie innowacje, jak nasza, zapewniają nam gospodarczą przewagę konkurencyjną, a także tworzą nowe miejsca pracy – powiedzieli członkowie trzyosobowego zespołu, którego oficjalnym rzecznikiem jest dr Jens König z zespołu badawczego firmy Bosch. Dr Dirk Sutter kieruje z ramienia spółki Trumpf Laser GmbH + Co. KG badaniami i rozwojem nad laserami  generującymi ultrakrótkie impulsy światła. Dr Stefan Nolte pracuje jako profesor fizyki eksperymentalnej i laserowej na uniwersytecie im. Fryderyka Schillera oraz w Instytucie Optyki Stosowanej i Mechaniki Precyzyjnej im. Fraunhofera w Jenie. Dzięki swojej kreatywności i wytrwałości umożliwili oni wykorzystanie technologii ultrakrótkich impulsów laserowych w produkcji przemysłowej. Podstawy technologii zostały stworzone w ramach projektów PRIMUS i PROMPTUS, wspieranych przez niemieckie ministerstwo nauki i badań oraz koordynowanych przez firmę Bosch. Dzięki nowej technologii w samej tylko firmie Bosch wyprodukowano już blisko 30 milionów wyrobów. Wszyscy partnerzy otrzymali wspólną i równorzędną nominację.

 

Jakie możliwości daje nowa technologia?

Nowa technologia otwiera całkiem nowe możliwości bezdotykowej obróbki niemal wszystkich materiałów: od diamentów i twardego szkła, poprzez stal i półprzewodniki, aż do materiałów ceramicznych i bardzo wrażliwych na obróbkę temperaturową tworzyw sztucznych. Uniwersalny w zastosowaniu laser wierci, tnie, wykonuje skomplikowane struktury oraz frezuje niemal wszystkie dowolne kształty. Bosch posiadł ważną umiejętność opanowania energii lasera w celu wykorzystania jej do różnych zadań. Po dopasowaniu do warunków danego zadania skoncentrowana wiązka lasera bardzo szybko wykonuje pracę, co jest dodatkowym atutem.

 

Przykłady zastosowań nowej technologii w firmie Bosch

Innowacyjna technologia laserowa jest wykorzystywana w firmie Bosch m.in. do wiercenia drobnych otworów we wtryskiwaczach układów bezpośredniego wtrysku benzyny, które pomagają silnikom benzynowym zaoszczędzić do 20% paliwa oraz spełnić najbardziej rygorystyczne normy emisyjne. Wywiercone przy użyciu lasera otwory umożliwiają bardziej precyzyjny i lepiej dopasowany do

geometrii komory spalania wtrysk paliwa.
Innym przykładem jest czujnik sondy lambda LSU-ADV. Laser opracowuje każdą sondę, nadając jej indywidualną strukturę. Pozwala to zwiększyć dwukrotnie dokładność pomiarową czujnika. Oprócz tego nowa technologia umożliwia skrócenie fazy nagrzewania sond po uruchomieniu silnika z 20 do 3 sekund. Rezultat: wyraźne obniżenie poziomu emisji, szczególnie tuż po uruchomieniu zimnego silnika. Nowy laser jest wykorzystywany także do wiercenia kanalików odpływowych we wtryskiwaczach układów wtryskowych do silników Diesla. Także w nowych wtryskiwaczach kotła olejowego Logano plus 145 marki Buderus technologia mikroobróbki 3D gwarantuje bardzo dobre rozpylenie paliwa, dzięki czemu spalanie oleju przebiega równie łatwo jak spalanie gazu. Proces spalania jest cichy, a przy tym kocioł zużywa nawet do 15% mniej oleju opałowego. Poza wymienionymi przykładami, Bosch prowadzi badania nad wieloma innymi produktami, które dzięki nowej technologii produkcji zyskają nowe lub ulepszone funkcje. W chwili obecnej trudno jest jeszcze oszacować wszystkie możliwe zastosowania nowej technologii laserowej.W innych branżach, np. w elektronice, impulsy laserowe są wykorzystywane do precyzyjnego wycinania chipów z płytek krzemowych lub do wiercenia otworów w miniaturowych płytkach drukowanych. Dzięki zastosowaniu technologii laserowej możliwa jest produkcja nowoczesnych stentów, które na dłużej udrażniają zwężone naczynia krwionośne i równocześnie umożliwiają uwalnianie substancji zawartych w podawanych lekach w precyzyjnie określonym miejscu. Również małe, odporne na zarysowania szkiełka kamer w telefonach komórkowych wycina się przy użyciu nowoczesnych laserów. W technologii przemysłowej oraz hydraulice ta metoda produkcji obniża zużycie materiału poprzez nadanie mu odpowiedniej struktury. Technologia laserowa umożliwia obróbkę nowoczesnych materiałów kompozytowych z włókien węglowych, ale także wiercenie dysz przędzalniczych dla włókien funkcyjnych we włókiennictwie. We wszystkich wymienionych przypadkach chodzi o kontrolowane wykorzystanie energii lasera w produkcji przemysłowej.– Nominacja do nagrody jest wspaniałym wyrazem uznania dla naszej pracy – powiedział dr Volkmar Denner, prezes zarządu spółki Robert Bosch GmbH. – Nowe precyzyjne narzędzie umożliwi nam ekonomiczną produkcję innowacyjnych wyrobów. Dzięki wykorzystaniu technologii laserowej w produkcji szeroko upowszechniły się m.in. oszczędne układy bezpośredniego wtrysku benzyny. To doskonały przykład produktów z perspektywami, takich jakie tworzymy w firmie Bosch. Nazywamy to „technologią bliżej nas”. Tego rodzaju innowacje tworzą i zapewniają miejsca pracy. Dotyczy to zarówno Niemiec, jak i innych regionów świata zachodniego, ale także dynamicznie rozwijających się krajów azjatyckich. Dzięki innowacyjności możemy umocnić naszą pozycję światowego lidera rynku części i akcesoriów samochodowych. W przyszłości planujemy wykorzystać nowe narzędzie do wytwarzania produktów, które będą budzić zachwyt klientów.