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Erfolgreiches kollaboratives Lehrprojekt mit spanischer Universität

Prof. Dr. Thomas Spittler ist mit dem kollaborativen Lehrprojekt zufrieden und freut sich auf das nächste Projekt dieser Art.  THD/ECRI
Prof. Dr. Thomas Spittler ist mit dem kollaborativen Lehrprojekt zufrieden und freut sich auf das nächste Projekt dieser Art. THD/ECRI

Der European Campus Rottal-Inn beschreitet gemeinsam mit der Unversitat de
Vic in Spanien neue Wege bei virtuellen Lehrformaten. Das Lehrprojekt zu
E-Health wurde mit Studierenden beider Universitäten durchgeführt. Nachdem
in der Vorlesung relevante Inhalte zu E-Health, serious Games und
Gamification, Recht und Ethik sowie Roboter in der Pflege durchgenommen
worden waren, wurden die Studierenden in internationale Teams eingeteilt.
Diese bekamen die Aufgabe, den Einsatz von Gamification am Beispiel eines
Patienten mit neuem Hüftgelenk, der nach der OP seine motorischen
Fähigkeiten wieder reaktivieren muss, durch Spiele bei der Reha zu
unterstützen.

Der European Campus Rottal-Inn (ECRI) beschreitet unter Federführung von
Prof. Dr. Thomas Spittler gemeinsam mit der katalonischen Unversitat de
Vic (UVic) in Spanien neue Wege bei virtuellen Lehrformaten.

Zusammen mit Juan Antonio De Los Cobos und Montse Romera Mas der UVic
führten Prof. Dr. Thomas Spittler und Anna Schmaus-Klughammer, LLB (hons.)
vom ECRI ein Lehrprojekt zu E-Health mit Studierenden aus Spanien,
Deggendorf und Pfarrkirchen durch. Insgesamt nahmen 30 Studierende der
Fachrichtungen Nursing and Physiotherapy, Health Informatics und
Gesundheitsinformatik von zuhause aus an dem Projekt teil.

Zu Beginn wurden alle relevanten Inhalte zu E-Health, serious Games und
Gamification, Recht und Ethik sowie Roboter in der Pflege durchgenommen.
Anschließend bekamen die Studierenden eine konkrete Aufgabe gestellt, um
das erlernte Wissen praktisch anzuwenden. In sechs international
gemischten Teams, jeweils zu gleichen Teilen bestehend aus Studierenden
aus Spanien, Deggendorf und Pfarrkirchen, sollten die Studierenden den
Einsatz von Gamification an einem konkreten Beispiel umsetzen.
Aufgabenstellung war es, einem Patienten mit neuem Hüftgelenk, der nach
der Operation seine motorischen Fähigkeiten wieder reaktivieren muss,
durch Spiele bei der Reha zu unterstützen. Dafür mussten die Studierenden
recherchieren, um herauszufinden, welche Maßnahmen nach einem solchen
Eingriff empfohlen werden. Aufbauend darauf sollten sie Lösungen finden,
wie mithilfe von Gamification oder einem konkreten Spiel, die Genesung
vorangetrieben werden kann. Wichtig dabei waren auch rechtliche Aspekte
und die Frage, ob Ergebnisse, die der Patient im Spiel erzielt auch in die
elektronische Patientenakte des Patienten aufgenommen werden sollten und
ob dies sinnvoll ist oder nicht.

Die Studierenden erarbeiteten die unterschiedlichsten Ideen und Reha-
Spiele während des Projektes. So entstand beispielsweise ein virtuelles
Haustier, dessen Gesundheitszustand sich dem des Patienten anpasst.
Erzielt er während der Übungen gute Ergebnisse, da sich sein Zustand
verbessert, so ist auch das virtuelle Haustier gesund und glücklich. Macht
der Patient Rückschritte, so zeigt sich auch bei dem Haustier eine
Verschlechterung des Gesundheitszustandes. Weitere Ideen waren die
Integration von Künstlicher Intelligenz, um Übungsverläufe zu optimieren
und dem Patienten so zu schneller Gesundung zu verhelfen, aber auch der
Einsatz von Virtual Reality Elementen bis hin zu einer Verbindung zwischen
Hometrainer und einer App.

Das positive Feedback von Studierenden und Lehrenden sowie die
hervorragende internationale virtuelle Zusammenarbeit rundeten das
kollaborative Lehrprojekt ab. Mit dem Erfolg der ersten Kollaboration im
Hinterkopf, planen die Beteiligten bereits das nächste gemeinsame Projekt.

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Weitere genetische Ursachen gefunden: 73. Urologen-Kongress diskutiert unerfüllten Kinderwunsch beim Mann

DGU-Präsident Prof. Dr. Dr. h.c. Arnulf Stenzl. Der Ärztliche Direktor der Klinik für Urologie, Tübingen, leitet die weltweit drittgrößte urologische Fachtagung in Stuttgart.  Bertram Solcher  DGU
DGU-Präsident Prof. Dr. Dr. h.c. Arnulf Stenzl. Der Ärztliche Direktor der Klinik für Urologie, Tübingen, leitet die weltweit drittgrößte urologische Fachtagung in Stuttgart. Bertram Solcher DGU

Ein Kind zeugen, Vater werden: Nicht immer geht der Kinderwunsch des
Mannes in Erfüllung. Diagnostik und Therapie der männlichen
Unfruchtbarkeit stellen eine große Herausforderung für andrologisch
ausgebildete Urologen dar. Neue Erkenntnisse bei der Suche nach
genetischen Ursachen für die männliche Infertilität diskutiert die
Deutsche Gesellschaft für Urologie e.V. (DGU) auf ihrer 73. Jahrestagung
im kommenden Herbst im Internationalen Congresscenter Stuttgart.

„Wenn aktuelle Forschungsergebnisse im klinischen Alltag Relevanz bekommen
und neue individualisierte Therapieansätze ermöglichen, dann sind das sehr
gute Nachrichten für die behandelnden Urologinnen und Urologen und ihre
Kinderwunschpatienten“, sagt DGU-Präsident Prof. Dr. Dr. h.c. Arnulf
Stenzl. Der Ärztliche Direktor der Klinik für Urologie, Tübingen, leitet
die weltweit drittgrößte urologische Fachtagung vom 15. bis 18. September
2021 in Stuttgart.

„Da die Ursachen für einen unerfüllten Kinderwunsch zu gleichen Teilen
beim Mann oder bei der Frau oder bei beiden liegen, ist es wichtig, beiden
Partnern eine optimale Behandlungsoption anzubieten und aufseiten des
Mannes mit einer verbesserten Diagnostik, Beratung und Behandlung durch
den andrologisch versierten Urologen die große Behandlungslast von den
Frauen zu nehmen“, erklärt Urologin Prof. Dr. Sabine Kliesch, Chefärztin
der Abteilung für Klinische und Operative Andrologie am Centrum für
Reproduktionsmedizin und Andrologie (CeRA) am Universitätsklinikum Münster
und Präsidentin der Deutschen Gesellschaft für Andrologie e.V. (DGA).
Entscheidend dafür sei die Erforschung von genetischen Ursachen der
männlichen Infertilität, denn bei 70 Prozent der Patienten mit schweren
Fertilitätsstörungen sei keine offensichtliche Ursache erkennbar.

Einen Durchbruch brachte der sogenannte männliche Fertilitäts-Gen-Atlas
(Male Fertility Gene Atlas), der von der klinischen Forschungsgruppe Male
Germ Cells am Institut für Reproduktionsgenetik am Universitätsklinikum
Münster und dem CeRA entwickelt wurde und von der Deutschen
Forschungsgemeinschaft gefördert wird. „Mithilfe dieser Datenbank, die
2017 an den Start ging und die einen schnellen, einfachen Zugang zu
Studien und genetischen Befunden zu männlicher Infertilität und Keimzellen
bereitstellt, konnten in den letzten drei Jahren weitere Gene entdeckt
werden, die für das Fehlen von Spermien im Ejakulat, der Azoospermie,
verantwortlich sind“, sagt Prof. Kliesch. Ein Großteil der gefundenen Gene
sei bereits in die Klinik überführt und Patienten könnten routinemäßig
getestet werden.

Nach einer Erhebung des CeRA konnte der Anteil der Patienten, bei denen
genetische Ursachen für eine Azoospermie gefunden werden von 20 auf 25
Prozent gesteigert werden. „Das Ergebnis der genetischen Untersuchung kann
dann darüber entscheiden, ob eine TESE, also eine Spermienextraktion aus
dem Hodengewebe, angezeigt ist, um Samenzellen für eine künstliche
Befruchtung zu gewinnen, oder ob es keine Aussicht auf einen
Behandlungserfolg gibt. In diesen Fällen können wir durch die verbesserte
Diagnostik unnötige Operationen vermeiden“, so die Urologin und
Vorsitzende des DGU Arbeitskreises Andrologie.

Außerdem können neuerdings Kinderwunschpatienten identifiziert werden,
deren vermeintlich gesunde Samenzellen aufgrund eines kleinen genetischen
Bauplanfehlers im Ionenkanal in der Zellmembran auf natürlichem Weg nicht
fähig sind, eine Eizelle zu befruchten. „Diesen Paaren können wir eine
lange Odyssee ersparen, denn wir wissen, dass bei diesem Defekt eine
künstliche Befruchtung nur Erfolg haben wird, wenn im Rahmen einer
intracytoplasmatischen Spermieninjektion, der ICSI, ein Spermium direkt in
die Eizelle injiziert wird“, erläutert Prof. Dr. Sabine Kliesch.

Entdeckt wurden zudem Genveränderungen, die bei Patienten mit relativ
normalen Spermien und normalem Hormonprofil eine ausreichende Produktion
des follikelstimulierenden Hormons (FSH) und damit die Reifung der
Keimzellen verhindern. „In diesen Fällen könnte eine Hormontherapie im
besten Fall eine natürliche Befruchtung ermöglichen, was in einem nächsten
Schritt in sehr komplexen und teuren klinischen Studien weiter untersucht
werden muss“, sagt DGA-Präsidentin Kliesch, die dem Andrologie-Forum auf
dem 73. DGU Kongress im September 2021 in Stuttgart vorsitzen wird.

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Wissenschaftler:innen veröffentlichen Statement mit fünf Prinzipien für klimasichere Kommunen und Städte

Ruhrhochwasser im Juli 2021 bei Schwerte  P-S-DES!GN-AdobeStock
Ruhrhochwasser im Juli 2021 bei Schwerte P-S-DES!GN-AdobeStock

Die jüngsten Ereignisse verdeutlichen es drastisch: Wetter-Ausschläge
werden extremer. Im Juli 2021 waren es extreme Niederschläge in Nordrhein-
Westfalen, Rheinland-Pfalz, Bayern und Sachsen, 2018 und 2019 litt
Deutschland unter einer langanhaltenden Trockenheit und Hitze. Jüngere
Klimastudien zeigen, dass die Wahrscheinlichkeit für beide Extreme
zunehmen wird. Es ist Zeit für ein groß angelegtes
Klimaanpassungsprogramm.  Wissenschaftler:innen unter der Koordination des
Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ) haben fünf wesentliche
Prinzipien definiert, an denen Städte und Gemeinden ihren Umbau für mehr
Klimasicherheit orientieren sollten.

Im Juli 2021 führten starke und langanhaltende Niederschläge in den
deutschen Bundesländern Nordrhein-Westfalen, Rheinland-Pfalz, Bayern und
Sachsen zu Zerstörungen an Infrastrukturen und Gebäuden sowie Verletzten,
Vermissten und Toten in bisher unvorstellbarem Ausmaß. In den Jahren 2018
und 2019 dagegen litten Landwirtschaft, Wälder, Oberflächengewässer und
Grundwasser, aber auch Menschen und Ökosysteme unter den enormen Folgen
von langanhaltender Trockenheit und Hitze. Jüngere Klimastudien zeigen,
dass die Wahrscheinlichkeit für beide Extreme zunehmen wird.

Jedes extreme Wetterereignis für sich kann existenzbedrohend sein, und
gerade die jüngsten Überflutungsereignisse sind mit nicht tragbaren
Schäden an Leib und Leben, mit dem Verlust an materiellen, ideellen und
nicht ersetzbaren kulturellen Werten verbunden. Umso wichtiger ist es, die
richtigen Lehren zu ziehen. Für umfassende Schlussfolgerungen aus diesem
speziellen Ereignis ist es zu früh: Es bedarf genauerer Daten und
Analysen, um die Mechanismen und Faktoren, die zu diesen enormen
humanitären und finanziellen Auswirkungen von Extremereignissen führen,
besser zu verstehen, u.a. hydrologische Prozesse, Fragen der Frühwarnung
und Risikovorsorge sowie der Verletzlichkeit und Landnutzung. Erst auf
dieser Basis können fundierte Ziele und Handlungserfordernisse für eine
bessere und zukunftssicherere Entwicklung von Kommunen und Städten
abgeleitet werden. Dieses Statement soll einen gemeinsamen
Diskussionsprozess anstoßen. Der Klimawandel stellt gerade Gemeinden und
Städte vor gewaltige Aufgaben. Daher gilt es, den Umbau von Städten und
Gemeinden, von Gebäuden und Infrastrukturen sowie Ökosystemen gemeinsam
voranzutreiben und uns auf eine neue Wetterdynamik einzustellen.

Es ist an der Zeit, ähnlich wie beim Klimaschutz, ein groß angelegtes
Klimaanpassungsprogramm auf den Weg zu bringen. Es gilt, das
Risikomanagement von Wetterextremen und den Bevölkerungsschutz sowie die
strategische Planung in Kommunen und Städten weiter zu stärken. Ziel muss
es sein, die Klimasicherheit von Gemeinden und Städten auf ein neues
Fundament zu stellen. Dafür bedarf es der weiteren Verbesserung unserer
Wissensgrundlage, aber auch der Kooperation aller Akteure, inklusive der
Politik und der Behörden von Bund und Ländern, privater Unternehmen,
Vereine sowie der einzelnen Menschen vor Ort.

Im Folgenden stellen wir wesentliche Prinzipien vor, an denen sich der
Umbau von Städten und Gemeinden orientieren sollte, um ihre
Klimasicherheit zu erhöhen. Die hier vorgeschlagenen Prinzipien sind in
der Fach-Community etabliert. Viele der Forderungen wurden bereits nach
den großen Hochwassern 1993 und 1995 am Rhein bzw. im Nachgang der
zerstörerischen Hochwasser 2002 und 2013 öffentlich gemacht. Mit diesem
Statement soll ihre Bedeutung nochmals unterstrichen werden. Die
Prinzipien gehen über die Gemeinde- und Stadtgrenzen hinaus, da viele
Maßnahmen zwar in Städten wirken, aber auf anderer räumlicher oder
föderaler Ebene entschieden und umgesetzt werden müssen. Die Prinzipien
sollen helfen, die Klimasicherheit von Städten und Gemeinden stärker zu
priorisieren. Die Lösungen müssen allerdings immer im jeweiligen Kontext
entwickelt werden. Die Herausforderungen in den Mittelgebirgen mit seinen
vielen kleinen Flusseinzugsgebieten sind andere als im Flachland. Während
einige Prinzipien unmittelbar angegangen und zeitnah umgesetzt werden
sollten (z.B. Frühwarnung und Bevölkerungsschutz), sind andere nur
längerfristig umsetzbar (Umbau von Infrastruktursystemen, Steigerung der
Speicherfähigkeit von Landschaften). Allerdings gilt: Auch für
längerfristige Transformationsprozesse sind die Grundlagen zeitnah zu
legen.

Es ist jetzt Zeit, um zu handeln.

1.      Frühwarnsysteme verbessern und den Bevölkerungsschutz stärken:

Auch für kleinere Flusseinzugsgebiete gilt es, die Vorhersage von
Hochwasserwellen zu verbessern und zuverlässige Warnsysteme aufzubauen.
Neben der Entwicklung von robusten Vorhersage-Modellen ist die Etablierung
einer dauerhaften und verlässlichen Kommunikation mit Vertreter:innen von
Städten und Gemeinden sowie den Bürger:innen vor Ort unerlässlich. Nur
eine Warnung, die Menschen verstehen und der sie vertrauen, wird zu den
gewünschten Handlungen führen.

2.      Schwammfähigkeit und Speicherfähigkeit steigern:

Neben etablierten Schutzlösungen wie Deichen, Mauern und Poldern gilt es
vermehrt, Gemeinden, Städte und Landschaften wie Schwämme zu konzipieren
und den Wasserrückhalt in der Landschaft zu verbessern. Jeder Kubikmeter
Wasser, der nicht über die Kanalisation in Bäche und Flüsse eingeleitet
wird, trägt zur Abflachung von Hochwasserwellen bei, kann diese aber, wie
bei den Ereignissen 2021, nicht verhindern. Daher gilt es, den
Wasserrückhalt und das Speichervermögen von Flussauen, Wald- und
Agrarlandschaften, aber auch in den dichter besiedelten Bereichen durch
zusätzliche Grün- und Freiflächen zu steigern. Gerade für extreme
Niederschläge sind zusätzliche Speicherräume und grüne Infrastrukturen so
zu konzipieren, dass diese auch als Notwasserwege im Fall der Fälle
vorbereitet sind. Ein hohes Speichervermögen für Wasser hilft nicht nur in
Hochwasser-, sondern auch in Trockenzeiten.

3.      Klimaprüfung von kritischen Infrastrukturen durchsetzen:

Bei der Sanierung, dem Wiederaufbau nach Katastrophen und dem Neubau von
öffentlichen Infrastrukturen und Gebäuden – insbesondere sogenannten
kritischen Infrastrukturen – gilt es, die Folgen des Klimawandels
abzuschätzen und Bemessungswerte entsprechend zu erneuern. Dies schließt
auch die Berücksichtigung von Kaskadeneffekten durch die Unterbrechung von
Versorgungsleistungen in Infrastruktursystemen ein. Infrastrukturen
(Versorgung mit Wasser, Strom etc.), das Rückgrat unserer modernen
Gesellschaft, müssen so konzipiert werden, dass sie auch in extremen
Wetterlagen funktionieren oder entsprechende Rückfalloptionen erlauben. Es
ist nicht hinnehmbar, wenn gerade während einer Krise notwendige
Kommunikationsnetze, medizinische Dienstleistungen und Einrichtungen
ausfallen, da sie nicht hinreichend auf solche Extremereignisse
vorbereitet sind.

4.      Klimasicherheit von Gebäuden fördern:

Beim Wiederaufbau, Neubau bzw. der Sanierung im Bestand gilt es, die
Klimasicherheit von Gebäuden von Anfang an mitzudenken und den
Schutzstandard zu erhöhen, insbesondere auch von Einrichtungen, die
besonders vulnerable Gruppen wie Kinder, Senioren oder behinderte Menschen
beherbergen. Dafür bedarf es, ähnlich wie bei der energieeffizienten
Sanierung, finanzieller Förder- und Anreizinstrumente sowie der
Etablierung vorsorgeorientierter Versicherungsprämien. Auch bei
Bauanträgen und Immobilienverkäufen sollten systematisch entsprechende
Informationen über Starkregen- oder Hochwassergefahren bereitgestellt und
abgefragt werden. Zukunftsherausforderungen im Gebäudebestand allein
appellativ bzw. reaktiv meistern zu wollen, wird nicht ausreichen.

5.      Gestaltungs- und Durchsetzungswille ist ebenso notwendig wie
Kooperation und Solidarität:

Für den Umbau bedarf es des Innovations- und Gestaltungswillens auf Seiten
von Städten, Gemeinden, Investoren und Privatpersonen ebenso des Einsatzes
von Finanzierungs- und Anreizinstrumenten auf Seiten des Bundes bzw. der
Länder. Es braucht durchsetzungsstarke Instrumente in der Planung sowie
kohärente und standardisierte Rahmenwerke und Vorgehensweisen. Des
Weiteren sind Nutzen und Lasten des Umbaus hin zu klimasicheren Städten
und Gemeinden solidarisch zu verteilen. Um nur ein Beispiel zu nennen:
Gemeinden, die im Oberlauf von Flüssen mehr Raum für Wasser schaffen,
werden davon nur indirekt profitieren; Gemeinden im Unterlauf aber
unmittelbar, da das Überflutungsrisiko reduziert wird.

Das ausführliche Statement finden unter
https://www.ufz.de/index.php?de=48382

Die Autorinnen und Autoren:
Prof. Dr. Christian Kuhlicke (UFZ), Prof. Dr. Christian Albert (Ruhr-
Universität Bochum), Prof. Dr. Daniel Bachmann (Hochschule Magdeburg-
Stendal), Prof. Dr. Jörn Birkmann (Universität Stuttgart), Prof. Dr.
Dietrich Borchardt (UFZ), Prof. Dr. Alexander Fekete (Fachhochschule
Köln), Prof. Dr. Stefan Greiving (TU Dortmund), Prof. Dr. Thomas Hartmann
(TU Dortmund),  Prof. Dr. Bernd Hansjürgens (UFZ), Prof. Dr. Robert Jüpner
(TU Kaiserlautern), (Prof. Dr. Sigrun Kabisch (UFZ), Prof. Dr. Kerstin
Krellenberg (Universität Wien), Prof. Dr. Bruno Merz (GFZ), Prof. Dr.
Roland Müller (UFZ), Prof. Dr. Dieter Rink (UFZ), Dr. Karsten Rinke (UFZ),
Prof. Dr. Holger Schüttrumpf (RWTH Aachen), Prof. Dr. Reimund Schwarze
(UFZ), Prof. Dr. Georg Teutsch (UFZ), Prof. Dr. Annegret Thieken (Uni
Potsdam), Dr. Maximilian Ueberham (UFZ), Prof. Dr. Martin Voss (FU Berlin)

Flexibler Faserlaser für die flinke Materialbearbeitung

Aktuell erproben Laser-Experten des Fraunhofer IWS den neuartigen israelischen Laser »Dynamic Beam« für den Industrieeinsatz.  © René Jungnickel/Fraunhofer IWS Dresden
Aktuell erproben Laser-Experten des Fraunhofer IWS den neuartigen israelischen Laser »Dynamic Beam« für den Industrieeinsatz. © René Jungnickel/Fraunhofer IWS Dresden

Fraunhofer IWS erprobt tausendfach schnellere Strahlformung
Laser-Experten aus Sachsen und Israel erproben derzeit gemeinsam am
Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS in Dresden einen
neuartigen Laser für den Industrieeinsatz. Das System basiert auf der für
Hochleistungslaser noch jungen Methode des »Coherent Beam Combinings«
(CBC). Der 13-Kilowatt-Laser kann im laufenden Betrieb besonders schnell
verschiedene Energieverteilungsmuster erzeugen und dadurch selbst
anspruchsvolle Hightech-Materialien sehr präzise und schnell bearbeiten.
Die Fraunhofer-Forscher wollen die innovative Lasertechnik aus Israel
demnächst auch weltweit Unternehmen zur Verfügung stellen. Innerhalb eines
europäischen Netzwerkprojekts untersucht das Fraunhofer IWS bereits mit
dem Laserhersteller Civan Lasers und A. Kotliar Laser Welding Solutions
die um ein Tausendfaches beschleunigte Strahlformung erstmals für das
Additive Manufacturing.

Der Laser »Dynamic Beam« aus Jerusalem ist inzwischen im Fraunhofer IWS in
Dresden installiert. Das Institut ist damit die weltweit erste
Forschungseinrichtung, die eine solche Laserlösung im Einsatz hat.
Gemeinsam mit dem Kooperationspartner Civan Lasers erhoffen sich die
Forscher von der Erprobung in Sachsen nicht zuletzt neue
Anwendungsszenarien. »Dieser Laser wird die Grenzen der
Materialbearbeitung, zum Beispiel in der Medizintechnik sowie in der Luft-
und Raumfahrt weiter hinausschieben«, prognostiziert Dr. Andreas Wetzig,
der am Fraunhofer IWS das Technologiefeld Trennen und Fügen leitet. Er
verweist dabei auf das sächsisch-israelische Forschungssprojekt »ShapeAM«
im Rahmen des europäischen Netzwerkprogramms »M-era.Net«, in dem dieser
neue Laser eine zentrale Rolle spielen wird und das im Juli 2021 gestartet
ist.

Tausendmal schneller

Im Einsatz ist dabei das Coherent Beam Combining, was sich mit »Kohärente
Strahlkombination« übersetzen lässt. Denn der Dynamic Beam Faserlaser vom
israelischen Unternehmen Civan Advanced Technologies kombiniert Dutzende
Einzelstrahlen zu einem leistungsstarken Laserstrahl mit hoher Qualität.
Durch kleine Phasenverschiebungen (Optical Phased Array = OPA) der
Wellentäler und -berge in den Teilstrahlen kann der Laser rasch ganz
verschiedene Energieverteilungsmuster im resultierenden Bearbeitungs-
Laserstrahl erzeugen: Während ein klassischer Laser die meiste Energie nur
in der Strahlmitte freisetzt, kann das System aus Israel auf den
Werkstücken beispielsweise Energiemuster in Form eines Rings, einer Acht
oder eines Hufeisens erzeugen. Prinzipiell war dies zwar auch früher schon
mit strahlablenkenden Optiken oder schnell schwingenden Spiegeln möglich.
Doch selbst die schnellsten Schwingspiegel brauchen noch Millisekunden, um
die Energiemuster im Strahl neu auszurichten. Der Dynamic Beam Faserlaser
schafft das dagegen Tausendmal schneller, binnen Mikrosekunden.
Diese Geschwindigkeit macht es erstmals möglich, die dynamische
Strahlformung für die additive Fertigung von Metallen einzusetzen. Im
Rahmen von »ShapeAM« testen die Forscher das neue CIVAN-System, um
verbesserte Werkstoffeigenschaften zu erzielen. Konkret geht es um die
additive Fertigung von Titan- und Aluminium-Legierungen, wie sie für
Raumfahrtbauteile, Implantate und Leichtbau-Komponenten für die Mobilität
gebraucht werden. Dabei wollen die Partner die dynamische Strahlformung
einsetzen, um Defekte zu eliminieren und somit eine höhere Qualität der
3D-Druckergebnisse zu erzielen. Dr. Eyal Shekel, CEO von Civan, freut sich
auf das Projekt: »ShapeAM macht es uns möglich, die Vorteile des Dynamic-
Beam-Shapings in der additiven Fertigung von Metallen zu explorieren.« Dr.
Elena Lopez, Abteilungsleiterin Additive Fertigung am Fraunhofer IWS, fügt
hinzu: »Wir planen, neuartige Strahlformen und Steuerungsfrequenzen zu
verwenden, die mit anderen Methoden nicht erreichbar sind, um die
Herausforderungen bei rissempfindlichen Materialien zu überwinden.«

Reger Austausch zwischen Dresden und Jerusalem

Aus dem gemeinsamen Projekt soll sich ein fruchtbarer wissenschaftlicher
und personeller Austausch zwischen Israel und Sachsen entwickeln: Das
Fraunhofer IWS wird die Testergebnisse nach Jerusalem weiterleiten. Auch
ist angedacht, zeitweise Austauschwissenschaftler nach Israel zu
entsenden. Umgekehrt werden die Civan-Experten voraussichtlich im
Laserlabor in Dresden eigene Versuche durchführen.
Die Tests am Dresdner Institut sollen die Möglichkeiten und Grenzen des
Dynamic Beam Lasers ermitteln. Vorgesehen sind zunächst Basisversuche mit
verschiedenen Strahlprofilen, Werkstoffen und Verfahren. Dann testen die
Forscher konkrete Anwendungen aus, beispielsweise, wie gut das System
diverse Werkstücke aus sonst schwer bearbeitbaren Werkstoffen und
Werkstoffverbünden trennen, fügen oder additiv fertigen kann.

»Dynamic Beam« verdoppelt Arbeitstempo

Schon absehbar ist, dass sich mit dem neuen Laser die Schmelzbad-Dynamik
bei vielen additiven und Fügeprozessen schneller und präziser steuern
lässt – und dies nicht nur in der Fläche, sondern auch in der Tiefe. Auch
beim Laserschneiden verspricht sich das Fraunhofer IWS Vorteile in
Hinblick auf gratfreie Schnitte bei hoher Kantenqualität – bei doppeltem
Arbeitstempo im Vergleich zu herkömmlichen Faserlasern.
Ob der neue Laser diese Erwartungen auch in der Praxis erfüllt, wird sich
in der Erprobungsphase in Dresden zeigen. Die Qualitäts- und
Geschwindigkeitsvorteile, die sich bereits abzeichnen, machen die Technik
jedenfalls für den Einsatz in der metallverarbeitenden Industrie, der
Medizintechnik und Elektromobilität sowie in der Luft- und
Raumfahrtindustrie hochinteressant.
Online-Webinar und -Konferenz bieten Einblicke in erste Ergebnisse
Das Fraunhofer IWS wird am 14. September 2021 den am Dynamic Beam
Faserlaser interessierten Partnern aus Industrie und Forschung in einem
Webinar vorstellen. Dann wird es möglich sein, den Einsatz des CBC-
Faserlasers für eigene Anwendungen beim Fraunhofer IWS zu erproben. Erste
Erkenntnisse aus ihren Testreihen stellen die Fraunhofer-Wissenschaftler
vom 7. bis 9. Dezember 2021 einem breiteren Fachpublikum bei der
kombinierten Online-Veranstaltung Laser Symposium/ISAM 2021 in Dresden
vor.

Über CIVAN
Civan Advanced Technologies Ltd. wurde im Jahr 2008 gegründet und ist das
einzige Unternehmen, das Dynamic Beam Laser anbietet. Mit den Dynamic Beam
Lasern von Civan können Hersteller Strahlform, Frequenz, Sequenz und
Fokussteuerung steuern, um Spritzer zu eliminieren und die Schweißleistung
und -geschwindigkeit zu erhöhen. Mit ihren fortschrittlichen Fähigkeiten
öffnen die Dynamic Beam Laser die Tür zu unzähligen neuen Anwendungen.
Mehr Infos: https://www.civanlasers.com/

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