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Aachen/Düsseldorf: Allein mit Licht wird der Stahl blitzblank

Aachen/Düsseldorf : Allein mit Licht wird der Stahl blitzblank

In Deutschland gibt es unzählige Kugelschreiber, zig Millionen Telefone und Küchenmaschinen und wer weiß wie viele Thermoskannen.

Gewöhnliche Massenware, die überwiegend aus Spritzguss hergestellt wird, aus Kunststoff also, den man in eine Form gießt. Diese Formen halten nicht ewig, und sie müssen ziemlich genau passen. Sie sind also teuer, vor allem, weil sie von Hand poliert werden müssen. Für die beiden Halbschalen einer Stahlform in der Größe einer langen Kugelschreiberspitze braucht ein erfahrener Polierer fast einen Tag.

Der Markt ruft schon

Und solche guten Polierer gibt es nicht mehr viele im Hochtechnologieland Deutschland. Kein Wunder, dass es die Industrie selbst war, die immer wieder einmal die Forschung gefragt hat, ob man so was nicht automatisieren könne. Und die Firmen brachten dabei selbst schon mal die Idee ins Spiel, „es mit dem Laser” zu versuchen. Vor sechs Jahren biss das Fraunhofer Institut Lasertechnik in Aachen (ILT) an.

Den Auftrag bekam der damals 26-jährige Edgar Willenborg, der gerade sein Maschinenbau-Diplom „mit Auszeichnung” gemacht hatte. Seither hat der in Dörpen bei Papenburg aufgewachsene Ingenieur ziemlich viele lange Tage im Labor des Instituts verbracht. Es hat sich gelohnt. Heute Abend bekommt Willenborg im Düsseldorfer Industrieclub den nordrhein-westfälischen Wissenschaftspreis 2006 - und 20.000 Euro auf sein Konto.

Den Preis, den das Wissenschaftszentrum und der Industrieclub vergeben, bekommt Willenborg (32) dafür, dass seine Arbeit die Grundlage bildet „für eine neue Anlage, die erstmals das maschinelle Polieren komplexer (dreidimensionaler) metallischer Oberflächen mittels Laserstrahl im Werkzeug- und Formenbau ermöglicht”.

Der Preisträger hat also nicht nur nachgewiesen, dass der Laserstrahl grundsätzlich geeignet ist, auch komplizierte Oberflächen glatt zu machen - und zwar mindestens zehn Mal so schnell wie von Hand - sondern auch die Maschine dazu konstruiert. Das Verfahren ist patentiert und anwendungsreif. Derzeit wird, unter Beteiligung von regionalen Firmen, ein serienreifer Laser-Polierer gebaut. „Die Resonanz in der Industrie ist so groß, dass wir eine Laserpoliermaschine sofort verkaufen könnten.”

In der Herstellung von Werkzeugen und Gebrauchsgütern werden seit je Verfahren zur Glättung von rauen Oberflächen eingesetzt. Traditionell sind dies Methoden, die etwas abtragen, wie hobeln, schleifen oder spanen. Ein Laser wirkt grundlegend anders. Der extrem gebündelte Lichtstrahl bringt die Oberfläche zum Schmelzen, sie entspannt sich und wird dadurch glatt. Dazu braucht man, jedenfalls für kurze Momente, ungeheuer viel Energie.

Millionen Laserpointer

Willenborg erklärt das: „Ein Laserpointer (also diese Zeigestöcke aus Licht) hat ein Milliwatt. Beim Laserpolieren haben wir hundert Watt, das sind 100.000 Laserpointer auf einen Punkt von 0,2 Millimetern.” Für ganz, ganz kurze Momente bringt es so ein Laser gar auf die Energie von hundert Millionen Laserpointern. Und diese Energie kann man so präzise steuern, wie es keine andere Technologie zulässt.

Neben den Massenwaren und für Maschinen-Werkzeuge ist die Laserpolitur auch für medizinische Instrumente interessant, die oft aus Titan hergestellt werden, was sich leichter glätten lässt als Gussformen. Für allererste Glätte-Güte ist der Laser nicht geeignet. „Das reicht für viele Anwendungen, aber es wird niemals besser als von Hand”, sagt Willenborg, der im vergangenen Jahr seinen Dr. Ing. gemacht hat, wiederum „mit Auszeichnung”. Der Leiter des ILT, Professor Reinhart Proprawe, der auch Prorektor der RWTH ist, regte daraufhin die Bewerbung um den Wissenschaftspreis an.

Ob es ein Leben neben dem Laser gibt, war dem emsigen Emsländer und Experten für Oberflächentechnik nicht zu entlocken. Ohne Fleiß kein solcher Preis.