Highlights des Monats - 2020

Endrunde des Educational Awards erreicht

Der Doktorand Simon Schwarz hat die Endrundes des „Educational Award“ des amerikanischen Optikherstellers Edmund Optics erreicht. Seine Arbeiten zur effizienten Herstellung von Optiken mittels Ultrakurzpulslaser wurden mit dem Kommentar „you and your university are doing exceptional work„ unter die Top 15 Beiträge gewählt. Das Finale findet 2021 statt.

Mit dem entwickelten Verfahren können (auch kundenspezifische) Optiken effizient und schnell hergestellt werden.

Präsentation auf Workshop zur Laserbearbeitung von Glaswerkstoffen

Simon Schwarz (Doktorand der AG alp) präsentiert Forschungsergebnisse auf dem 10. Workshop zur Laserbearbeitung von Glaswerkstoffen. In einem eingeladenen Beitrag stellt Simon Schwarz seine Arbeiten zur effizienten Herstellung von Mikrooptiken mittels ultrakurzgepulster Laserstrahlung am Laser Zentrum Hannover vor, erntet positives Feedback und initiiert neue Kooperationen.

Simon Schwarz (Doktorand der Aschaffenburger AG alp)

Meilenstein in der polymeroptischen Sensorik erreicht

Auf dem Weg zu einer polymeroptischen Lab-on-a-Chip Plattform ist der nächste Meilenstein erreicht. Durch eine spezielle Nanobeschichtung konnte die Empfindlichkeit polymeroptischer Sensoren enorm gesteigert werden. Die Ergebnisse wurden jüngst in der Zeitschrift Optics Letters unter dem Titel „Advancing the sensitivity of integrated epoxy-based Bragg grating refractometry by high-index nanolayers“ veröffentlicht. Erste Untersuchungen belegen zudem mögliche Anwendungen in der Medizintechnik und Pharmazie, z.B. für Blutuntersuchungen.

Der Doktorand Steffen Hessler forscht an der TH Aschaffenburg an innovativen, polymeren Lab-on-Chip Lösungen.

Aschaffenburger Nachwuchswissenschaftler auf Erfolgskurs - Eingeladener Vortrag auf der 10. Wetzlarer Herbsttagung "Moderne Optikfertigung"

Simon Schwarz, Doktorand der Aschaffenburger Arbeitsgruppe Angewandte Lasertechnik und Photonik (AG alp), stellt auf der Wetzlarer Herbsttagung, die zu einer der wichtigsten deutschen Optikindustrieveranstaltungen zählt, im Rahmen eines eingeladenen Vortrages aktuelle Forschungsergebnisse unter dem Titel "Current results on laser-based production of complex optics in glass" vor.

Simon Schwarz studierte an der TH Aschaffenburg Elektro- und Informationstechnik (Bachelor und Master) und arbeitet mittlerweile im Bereich der Lasermikrobearbeitung von Gläsern mittels ultrakurzer Laserpulse. Bereits heute ist dieses Verfahren zentraler Bestandteil der Glasbearbeitung in der Displaytechnik und moderne Smartphones kämen ohne diese Technologie nicht mehr aus.

Der Aschaffenburger Nachwuchswissenschaftler forscht in der AG alp zum einen im Bereich der periodischen Nanostrukturierung von Gläsern, die in LCD oder in biotechnologischen Produkten zum Einsatz kommen (hier kooperiert er mit Forschern des Physikalischen Instituts der Nationalen Akademie der Wissenschaften in Kiew, Ukraine) und hat zum anderen einen rein laserbasierten Fertigungsprozess zur Herstellung komplexer Optiken mit ganz außergewöhnlichen Eigenschaften für die Mikroskopie und Produktionstechnik entwickelt (hier kooperiert er mit Forschern des Zentrums für Physikalische Wissenschaften und Technologie in Vilnius, Litauen, einem der weltweit berühmtesten Zentren für die Ultrakurzpulslasertechnik).

Simon Schwarz, Doktorand der AG alp

Wertvolle Erweiterung der Ausstattung im Bereich der Messtechnik - Dynamische Prüfmaschine

Für ihre Forschungsarbeiten im Bereich der Additiven Fertigung verfügt die AG alp nun auch über eine dynamische Prüfmaschine mit Klimakammer zur Untersuchung des Ermüdungsverhaltens 3D-gedruckter Bauteile.
Das Ermüdungsverhalten bei Dauerwechselbelastung von additiv gefertigten Bauteilen unterscheidet sich von denen konventionell hergestellter Bauteile (z.B. durch Guss oder Spritzguss) und dessen Untersuchung ermöglicht in Erweiterung statischer Belastungsversuche eine detailliertere Qualitätsbetrachtung in der der Additiven Fertigung. Gerade für sicherheitsrelevante Applikationen (Automotive, Medizintechnik, Luftfahrt) sind hiermit eine Vielzahl an Forschungs- und Entwicklungsfragen verbunden, die jedoch aufgrund der aufwendigen Prüftechnik nicht allerorts untersucht werden können. Mit der neuen, aufwendigen Messtechnik, für die aufgrund der notwendigen Peripherie eigens ein Laborraum mit geeigneter Infrastruktur hergerichtet werden musste, schließt die AG alp nun die Lücke.

Additiv gefertigten Kunststoffprobe in der Klimakammer der dynamischen Zugprüfmaschine.

Besuch aus dem Bundestag und Landtag

Bundestags- und Landtagsabgeordnete sowie Vertreter der lokalen Politik besuchten die Arbeitsgruppe Angewandte Lasertechnik und Photonik und zeigten sich beeindruckt vom Technologieangebot und den breit aufgestellten Aktivitäten in Forschung und Entwicklung. Besonders begeistert waren die Politiker zudem vom Umfang des betriebenen Technologietransfers und der Fülle an kooperativen Projekten mit der regionalen und überregionalen Industrie in den Bereichen Additive Fertigung (3D-Druck) und laserbasierte Produktionstechnik.

Das Foto zeigt Frau Dr. Götzendorfer (Leitung des Bereichs 3D-Druck Kunststoffe der AG alp, 2. v.l.), die Bundestagsabgeordneten Ulla Ihnen (links) und Carsten Klein (mitte), den bayerischen Landtagsabgeordneten Dr. Kaltenhauser (2. v.r.) sowie den Kreisratsvorsitzenden der FDK Miltenberg Zimmer (rechts).

Hochempfindliche Wasserstoffsensoren
Veröffentlichung aktueller Forschungsergebnisse der AG alp im Bereich Optischer Sensorik

Als Ergebnis einer internationalen Kooperation mit dem Chinesischen Nationallabor für Faseroptik veröffentlichen Wissenschaftler der Arbeitsgruppe Angewandte Lasertechnik und Photonik (AG alp) neueste Ergebnisse zu hochempfindlichen Wasserstoffsensoren. Vor dem Hintergrund der aktuellen Klimadiskussion, geopolitischer Abhängigkeiten bei fossilen Brennstoffen sowie jüngst getroffener förderpolitischer Entscheidungen der Bundesregierung und der EU (Stichwort Green Deal mit dem übergeordneten Ziel einer Halbierung der CO2-Emissionen bis 2050) gewinnt die Wasserstofftechnologie erneut an Bedeutung als Option für eine saubere, sichere und innovative Energieversorgung.
Für die sichere und wirtschaftliche Gewinnung und Speicherung, den Transport und die Nutzung von Wasserstoff ist eine hochempfindliche Überwachung des leicht entflammbaren Elementes von besonderer Bedeutung. Die Aschaffenburger Arbeitsgruppe entwickelt vor diesem Hintergrund zusammen mit den chinesischen Kooperationspartnern neue optische Sensorik Konzepte und Mikrosysteme.
Der Titel der internationalen Veröffentlichung lautet „Hypersensitive H2 Sensor Based on Polymer Planar Bragg Gratings Coated with Pt-Loaded WO3-SiO2“

Der Doktorand Stefan Kefer forscht an der TH Aschaffenburg an innovativen Sensoriklösungen

Kooperative Promotion mit der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg

Maiko Girschikofsky hat seine Promotionsprüfung zum Dr.-Ing. mit Auszeichnung absolviert

Mit sehr gutem Erfolg und dem Prädikat summa cum laude hat Maiko Girschikofsky am 23. Juli 2020 seine Promotionsprüfung zum Dr.-Ing. an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) abgelegt. Seine wissenschaftliche Arbeit zum Thema „Herstellung und Anwendung planarer Bragg-Gitter-Sensoren“ lässt sich transdisziplinär zwischen Mikrosystemtechnik, Optischer Sensorik und Chemie einordnen. Die Promotionskommission setzte sich zusammen aus Prof. Dr.-Ing. Bernhard Schmauß (FAU), Prof. Dr. Ralf Hellmann (TH Aschaffenburg), Prof. Dr. Siegfried R. Waldvogel (Johannes-Gutenberg-Universität Mainz), Prof. Dr.-Ing. Michael Wensing (FAU) und Prof. Dr. Martin März (Kommissionsvorsitzender, FAU).

Maiko Girschikofsky absolvierte zunächst sein Bachelor- und Masterstudium der Elektro- und Informationstechnik an der Technischen Hochschule Aschaffenburg und arbeitete anschließend als Wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Arbeitsgruppe Angewandte Lasertechnik und Photonik unter der Leitung von Professor Hellmann.

Aus den hochwertigen wissenschaftlichen Ergebnissen seiner Tätigkeit resultierte neben einer Vielzahl an wissenschaftlichen Publikationen und Konferenzbeiträgen unter anderem in den USA und Japan auch ein Patent zur Sensorik und Speicherung des ozonschädlichen Treibhausgases Freon-11. Die Forschungsergebnisse wurden weltweit mehrfach gewürdigt und ebenso von der überregionalen Presse wie FAZ und Focus-Magazin aufgegriffen.

Der frischgebackene Dr.-Ing. Maiko Girschikofsky

Forschung an polymeren Werkstoffen

Die Bayerische Forschungsstiftung fördert ein Forschungsprojekt der AG alp zur grundlegenden Untersuchung der Photosensibilität transparenter Polymerwerkstoffe für die Herstellung integriert-optischer Bauelemente. Ziel ist es, die zugrundeliegenden molekularen, photochemischen Vorgänge der Indexmodifikation durch UV-Strahlung zu identifizieren und zu quantifizieren. Mit dem so gewonnenen Grundlagenverständnis können Simulationen zur Bauteilperformanz integriert optischer Bauelemente verbessert, die Herstellprozesse solcher Komponenten optimiert und deren Eigenschaften zum Beispiel für die Sensorik gezielt erweitert werden. Die Forschungsarbeiten konzentrieren sich auf die für optische Anwendungen vielversprechenden Cycloolefin-Copolymere und anorganisch-organische Hybridpolymere.

Die Aschaffenburger AG alp arbeitet seit mehreren Jahren an der Entwicklung und Herstellung polymeroptischer Sensoren und Lab-on-Chip Systeme.

Abb. zeigt einen von der AG alp entwickelten und realisierten polymeroptischen Lab-on-a-Chip mit Mikrofluidiken und integrierten optischen Sensorelementen.

4 Beiträge auf dem Laser Precision Microfabrication Symposium

Gleich mit vier Beiträgen präsentierte sich die AG alp auf dem Internationalem Symposium Laser Precision Microfabrication (LMP 2020) in Dresden.
Die Doktoranden Christian Lutz, Julian Zettl und Gian-Luca Roth stellten dabei Ihre jüngsten Forschungsergebnisse aus dem Bereich der Mikrostrukturbearbeitung mit Ultrakurzpulslaser, der Lasersystemtechnik und laseroptischen Simulation vor.

Christian Lutz ging in seinem Vortrag „Efficient USP laser processing by dynamic SLM beam shaping for industrial use“ auf Möglichkeiten zur Strahlmanipulation durch räumliche Lichtmodulatoren ein.
Julian Zettl präsentierte mit dem Ultrakurzpulslaserbasierten Laserdrehen in gleich zwei Beiträgen einen innovativen Verfahrensansatz zur Mikrobearbeitung von rotationssymmetrischen Hartmetallen und Glaswerkstoffen.
Gian-Luca Roth demonstrierte in seinem Beitrag „Integration of microfluidic and photonic components within transparent cyclo olefin copolymers” erfolgreich das Potential der Ultrakurzpulslasertechnik in der Herstellung polymerbasierter Lab-on-Chips.

Masterabsolvent der AG alp gewinnt Friedrich-Dessauer-Preis des VDE

Masterabsolvent erhält für seine in der AG alp angefertigte Masterarbeit den Friedrich-Dessauer-Preis des VDE Rhein-Main e.V. Thomas Mohr entwickelte einen neuartigen selektiven Lasersinterprozess zur Herstellung von Verbundsystemen. Das von ihm konzipierte lasergestützte 3D-Druck-Verfahren eröffnet nun die Möglichkeit schneller und effizienter kostengünstig Multimaterial-Komponenten zu drucken. Durch dieses neuartige Fertigungsverfahren kann die Funktionalität der Komponenten gegenüber konventionell gefertigten Bauteilen deutlich verbessert werden.

Neues internationales Netzwerk „Hybrid 3D“ geht an den Start

Als Mitinitiator startet die AG alp in die Förderphase des internationalen Innovationsnetzwerkes Hybrid-3D. Koordiniert durch die Eura AG haben sich gut 20 Partner aus Österreich, Belgien, Schweiz und Deutschland zusammengeschlossen, um innovative hybride Ansätze in der Additiven Fertigung zu erforschen und in die Praxis umzusetzen. Das internationale Netzwerk wird vom Bundeswirtschaftsministerium im Rahmen der Mittelstandsförderung ZIM unterstützt.

Die Aschaffenburger AG alp beschäftigt sich seit Jahren mit hybriden Fertigungsansätzen, verfügt hier über umfassende Expertise und eigene Patente.

Hybrid additive gefertigtes Metallbauteil in Leichtbauweise, bei dem das Laserschmelzverfahren als 3D-Druckverfahren mit dem Mikrofräsen in-situ kombiniert wurde.

Expertentreffen der Sensorik und Messtechnik am Open Innovation Lab

25 Vertreter aus Industrie und Forschung trafen sich am Open Innovation Lab der Arbeitsgruppe Angewandte Lasertechnik und Photonik (AG alp) in Obernburg (ZeWiS) und diskutierten aktuelle Trends der Vor-Ort-Analytik und Messtechnik. Die Aschaffenburger AG alp ist Gründungsmitglied des ZIM-Innovationsnetzwerkes LOCASENZ, dessen Ziel es ist, innovative, miniaturisierte, multimodale Sensorik und Messsysteme für Schnelltests und die Vor-Ort-Analytik zu entwickeln (www.locasenz.de).

Neben externen Vorträgen hatten auch mehrere Doktoranden des Aschaffenburger Doktorandenkollegs iDoc Gelegenheit, in Vorträgen und Laborpräsentationen Ihre Arbeiten zu präsentieren. So stellt u.a. Gian-Luca Roth (Aschaffenburger Absolvent des WI-Bachelorstudiengangs und des Elektrotechnik-Masterstudiengangs und heute Doktorand in der AG alp) seine Ergebnisse zur „Integration mikrofluidischer und photonischer Komponenten mittels Laserbestrahlung in Polymeren“ vor.

Aschaffenburger Forscher liefern im Netzwerk LOCASENZ wertvolle Impulse für Innovationen in der Vor-Ort-Analytik und Messtechnik.
Das Foto zeigt Gian-Luca Roth.

Doktoranden und Mitarbeiter der TH Aschaffenburg nehmen mit großem Erfolg auf der weltgrößten Konferenz für Photonik in San Francisco teil – Best Paper Award im Bereich der Nanotechnologie

Zwei Doktoranden der AG Angewandte Lasertechnik & Photonik von Prof. Hellmann und ein Mitarbeiter der Technischen Hochschule Aschaffenburg zeigen ihre aktuellen Forschungsergebnisse auf der weltgrößten Konferenz für Photonik, die „Photonics West“ in San Francisco. Die Doktoranden Gian-Luca Roth (Absolvent des Studiengans Wirtschaftsingenieurwesen) und Simon Schwarz (Absolvent der Elektro- und Informationstechnik) stellen in Fachvorträgen ihre Ergebnisse zur Erzeugung von dreidimensionalen Mikrokanälen mittels Ultrakurzpulslaser für Lab-on-Chip Anwendungen und Sensorik in Polymeren (Roth), sowie die Herstellung komplexer mikrooptischer Freiformoptiken mit Hilfe eines hybriden Laser-Bearbeitungsprozesses vor (Schwarz).

Stefan Belle, Mitarbeiter von Prof. Hellmann, konnte mit seinem Beitrag „Space-variant quarter- and half-waveplates fabricated by combining 3D laser direct writing and electroplating“ eine Jury bestehend aus Experten aus Forschung und Industrie von seiner aktuellen Forschungsarbeit überzeugen und gewinnt den Best Paper Award.

Die drei auf der Konferenz vorgestellten Beiträge zeigen eindrucksvoll die an der TH Aschaffenburg vorhandenen Möglichkeiten im Bereich der Lasermikromaterialbearbeitung, der Mikrosystemtechnik und Nanotechnologie sowie der Photonik. Der Gewinn des Best Paper Award rundet dabei die Teilnahme an der weltweit wichtigsten Konferenz für Photonik mit ihren informativen Vorträgen zu den aktuellsten Forschungsgebieten ab.

Das Foto zeigt den Preisträger Stefan Belle.

Ausgezeichnete Promotion

Stefan Rung hat seine Promotionsprüfung in Kooperation mit der Ruhr-Universität Bochum summa cum laude absolviert.

Mit Auszeichnung (summa cum laude) hat Stefan Rung Anfang Dezember seine Promotion zum Dr.-Ing. an der Ruhr-Universität Bochum (RUB) abgeschlossen. Seine Dissertationsschrift trägt den Titel „Laserinduzierte hierarchische Oberflächenstrukturen und deren Anwendungen“. Seine Forschungsarbeiten dazu betreute Prof. Dr. Ralf Hellmann, der die Arbeitsgruppe Angewandte Lasertechnik und Photonik der TH Aschaffenburg leitet, in Kooperation mit dem Lehrstuhl für Laseranwendungstechnik der RUB.
Stefan Rung absolvierte sein Bachelor- und Masterstudium der Elektro- und Informationstechnik an der Technischen Hochschule Aschaffenburg und war anschließend als Wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Arbeitsgruppe Angewandte Lasertechnik und Photonik (AG alp) von Professor Hellmann tätig.
Zukünftig wird Rung im Open Innovation Lab der AG alp im Bereich Technologietransfer Lasertechnik und Fertigungstechnik arbeiten und Projekte mit regionalen Unternehmen leiten.

1. Reihe (v.l.n.r.): Prof. apl. Dr. -Ing. Andreas Kilzer (RUB), Prof. Dr.-Ing. Cemal Esen (RUB), Dr.-Ing. Stefan Rung und Prof. Dr. Ralf Hellmann (TH AB)

Doktorand der TH Aschaffenburg gewinnt Best Paper Award in China

Stefan Kefer gewinnt Best Paper Award beim Photonics and Electromagnetics Research Symposium (PIERS 2019) im chinesischen Xiamen. Der Doktorand des Aschaffenburger Doktorandenkolleg iDok promoviert in der Arbeitsgruppe Angewandte Lasertechnik und Photonik (AG alp) von Prof. Hellmann im Kontext planaroptischer Sensorik.
Sein Vortrag „Fabrication and Applications of Polymer Planar Bragg Grating Sensors Based on Cyclic Olefin Copolymers“ überzeugte die PIERS-Jury aufgrund seiner sowohl grundlegenden Originalität als auch seiner anwendungsbezogenen Bedeutung.
Stefan Kefer hatte zuvor das chinesische Nationallabor für Faseroptik in Wuhan, dem „Silicon Valley der Optik“, besucht und dort Experimente im Labor durchgeführt. Die Reise zur Konferenz wurde durch den DAAD für ausgezeichnete Doktoranden gefördert.