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Laser bringen Metalle auf Hochglanz

Arbeit/Beruf
München (pressrelations) –

Laser bringen Metalle auf Hochglanz

Metalloberflächen zu polieren ist eine anspruchsvolle, aber monotone Aufgabe, für die sich nur schwer geeignete Nachwuchskräfte finden. Poliermaschinen sind keine Alternative zur Handarbeit ? sie kommen an viele Flächen nicht heran. Eine Lösung: Laser polieren das Metall.

Arbeitsplätze sind begehrt. Manche Branchen allerdings tun sich schwer, Nachwuchskräfte zu finden: so etwa bei Facharbeitern, die Spritzgussformen polieren. Die Arbeit ist zeitaufwändig und eintönig, erfordert aber dennoch höchste Konzentration. Denn ist erst eine Macke in der Form, ist sie wertlos. Eine einzige Metallform zu polieren, kostet die Fachkräfte oft eine ganze Woche. Maschinen für diese unbeliebte Arbeit einzusetzen, war bisher keine Alternative: Sie kommen an die häufig nach innen gewölbten Formen nicht heran.

Forscher am Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT in Aachen haben eine Möglichkeit entwickelt, die Polierarbeiten zu automatisieren: »Wir polieren die Oberfläche nicht manuell mit Schleif- und Poliermitteln, sondern mit einem Laser«, sagt Dr.-Ing. Edgar Willenborg, Gruppenleiter am ILT. »Der Laserstrahl schmilzt die Oberfläche etwa 50 bis 100 Mikrometer tief an. Die Oberflächenspannung sorgt dafür, dass das flüssige Metall gleichmäßig verläuft und geglättet erstarrt.« Wie beim herkömmlichen Schleifen und Polieren werden diese Prozesse immer feiner: Im ersten Schritt schmelzen die Forscher etwa 100 Mikrometer der Oberfläche an, in weiteren Schritten schmelzen sie sie immer weniger tief. »Diese Umschmelztiefe können wir durch verschiedene Parameter einstellen: durch die Laserleistung, durch die Geschwindigkeit, mit der der Laser über die Oberfläche fährt, und durch die Länge der jeweiligen Laserpulse«, sagt Willenborg. Beim Laserpolieren wird die Oberfläche zwar noch nicht so glatt wie bei perfekter Handarbeit ? während Handpolierer eine Rauheit Ra von 5 Nanometern erreichen können, schafft der Laser derzeit eine von 50 Nanometern ? dennoch sieht Willenborg einen großen Markt. »Wir wollen vor allem die mittleren Qualitäten automatisieren: 50 Nanometer Rauheit reicht für viele Anwendungen und für die Formen für Standard-Kunststoffteile aus.« Der Highend-Bereich dagegen soll weiterhin Handarbeit bleiben.

Der Zeitgewinn durch das Laserpolieren und die damit verbundene Kostenersparnis sind enorm: Während ein Facharbeiter per Hand etwa 10 bis 30 Minuten pro Quadratzentimeter braucht, schafft der Laser die gleiche Fläche in etwa einer Minute. Einen Prototypen der Laserpoliermaschine gibt es bereits, die Wissenschaftler haben ihn mit der Maschinenfabrik Arnold entwickelt. In ein bis zwei Jahren, schätzt Willenborg, ist das System einsatzbereit. Auf der Messe Euromold vom 2. bis 5. Dezember in Frankfurt zeigen die Forscher Beispiele für laserpolierte dreidimensionale Oberflächen (Halle 8, Stand M114).

Dr.-Ing. Edgar Willenborg
Fraunhofer-Institut für Lasertechnik (ILT)
Steinbachstr. 15
52074 Aachen
Telefon 0241/8906-213
Mobil Fax 0241/8906-121

Dipl.-Ing. Roman Ostholt
Fraunhofer-Institut für Lasertechnik (ILT)
Steinbachstr. 15
52074 Aachen
Telefon 0241/8906-137
Mobil Fax 0241/8906-121

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Historie in 3-D

Computer/Internet/IT
München (pressrelations) –

Historie in 3-D

Dreidimensionale Computergrafiken halten Einzug ins Museum: Kunstgegenstände sollen in einem digitalen Archiv räumlich dargestellt werden. Das erleichtert Forschern die Suche nach ähnlichen Museumsexponaten und bietet Laien eine faszinierende 3-D-Schau.

Wer keine Zeit hat, nach Florenz zu reisen, der kann sich Michelangelos David-Statue im Internet anschauen. Dort rotiert David lebensecht in 3-D um seine Achse. Das lässt erahnen, was Forscher derzeit im europäischen Verbundprojekt 3D-COFORM entwickeln: ein virtuelles Archiv für Kunstgegenstände der Welt, das das museale Erbe der Menschheit digitalisieren soll. Vasen, historische Speere oder gar ganze Tempel lassen sich dreidimensional darstellen. Museumsbesucher werden damit in einigen Jahren römische Amphoren am Bildschirm drehen oder um Tempel herumfliegen können. Die virtuelle Sammlung wird vor allem Wissenschaftlern die Suche nach Vergleichsobjekten erleichtern, die von denselben Künstlern oder Völkern stammen oder vergessen in Museumskellern lagern. Das Archiv soll intelligent sein und die gespeicherten Objekte allein finden und verknüpfen. Auf Befehle wie »Zeige mir griechische Vasen aus dem sechsten Jahrhundert vor Christus mit mindestens zwei Henkeln« wird die Datenbank Exponate aus verschiedensten Sammlungen der Welt präsentieren.

Heute sind gedruckte Kataloge mit Fotos oder schriftliche Beschreibungen von Objekten Standard. Doch die Dreidimensionalität bietet große Vorteile, denn ein 3-D-Datensatz enthält den Blick auf alle Seiten des Objekts. Er liefert Informationen über die Oberflächenbeschaffenheit oder den Zustand einer Farbe ? wertvolle Daten für Restauratoren. Wie die David-Statue zeigt, gibt es schon heute eindrucksvolle 3-D-Animationen von Kunstobjekten. »Von einer sinnvollen Verknüpfung dreidimensionaler Daten verschiedener Objekte jedoch sind wir weit entfernt«, sagt Dr. André Stork, Abteilungsleiter am Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD in Darmstadt und Partner im 3D-COFORM-Konsortium.

Stork und sein Team generieren die 3-D-Modelle und bereiten sie für das digitale Archiv auf. »So ein 3-D-Scan ist nichts anderes als eine Wolke von Messpunkten. Erst durch Nachbearbeitung wird daraus ein echtes Abbild des Gegenstands«, sagt Stork. Die Forscher entwickeln Rechenvorschriften, die aus den Messdaten das eigentliche Objekt herauslesen. Sie müssen bestimmte Strukturen korrekt identifizieren ? Arme von Statuen oder Säulen am Gebäude. Auch wiederkehrende Muster auf Vasen soll die Software erkennen. Zur virtuellen Präsentation gehört auch eine detailgetreue Darstellung: Das Abbild eines Tempels macht wenig Sinn, wenn man ihn nicht zusammen mit dem Schattenspiel seiner Säulen betrachten kann. Die Darmstädter kombinieren daher verschiedene Verfahren, um Lichteffekte zu simulieren.

Dr.-Ing. Andre Stork
Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung
Fraunhoferstraße 5
64283 Darmstadt
Telefon +49 6151 155-469
Fax +49 6151 155-299

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Mit dem richtigen Beruf erfolgreich starten

Bildung/Schule
Berlin (pressrelations) –

Mit dem richtigen Beruf erfolgreich starten

Bund und Länder starten zweitägige Fachkonferenz zum Thema Berufsorientierung und präsentieren bestehende Programme und Konzepte

Junge Menschen sind mehr denn je gefordert, sich den steigenden Anforderungen der Arbeitswelt zu stellen. Sie müssen Kompetenzen entwickeln, um unterschiedliche berufliche Situationen zu bestehen. In der Qualifizierungsinitiative für Deutschland wird daher die Weiterentwicklung der Berufsorientierung als wesentliches Ziel für einen guten Start in die Ausbildung gesehen. „Wir können es uns im globalen Wettbewerb nicht mehr leisten, Talente links liegen zu lassen. Deshalb ist es wichtig, Jugendlichen eine Orientierung über die vielfältigen beruflichen Möglichkeiten zu geben. So findet man die Ausbildung, die zu einem passt und erfolgreich absolviert“, sagte Bundesbildungsministerin Annette Schavan.

Am heutigen Montag starten daher Bund und Länder eine zweitägige gemeinsame Konferenz zur Berufsorientierung in Kiel. Die Fachkonferenz soll einen Überblick über die Vielfalt der bereits umgesetzten Programme und Projekte liefern. Vorgestellt werden die pädagogischen Konzeptionen, die Methoden und Instrumente und die Formen der Kooperation, in denen die Programme und Projekte umgesetzt werden. Dazu werden das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), alle Länder und die Bundesagentur für Arbeit ihre Konzepte und best-practice-Beispiele in Fachforen und auf einem „Markt der Möglichkeiten“ vorstellen und vor Bildungsexperten zur Diskussion stellen. Das Spektrum der Projekte reicht von Konzepten, die die Stärkung der Persönlichkeit und die Entwicklung von Kompetenzen in den Vordergrund rücken, bis zu Projekten, die an der Schulqualität ansetzen.

Vorgestellt werden auch die vom BMBF initiierten und geförderten Projekte und Programme, wie beispielsweise das Berufsorientierungsprogramm (BOP) in überbetrieblichen und vergleichbaren Berufsbildungsstätten, ein regionales Übergangsmanagement im Rahmen des Programms „Perspektive Berufsabschluss“, die jährlichen Veranstaltungen zur Erweiterung des Berufsspektrums im Rahmen des Girls‘ Day oder das Studien- und berufsorientierende Praktikum für junge Menschen mit Hochschulreife im Rahmen des „Technikums“.

BMBF – Bundesministerium für Bildung und Forschung
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