Impact Story #03
Grünes Licht für weniger Ausschuss
Experimente bei DESY zeigen: Grünes Laserlicht stabilisiert das Schweißen von Kupfer. Das spart Material – besonders relevant für Elektrofahrzeuge.
Kupfer ist ein Schlüsselmaterial für Batterien und Leistungselektronik in E-Autos. Doch beim Laserschweißen mit herkömmlichen infraroten Lasern entstehen häufig Spritzer und Defekte. Der Grund: Kupfer reflektiert einen großen Teil dieser Strahlung und leitet Wärme schnell ab. Das macht den Prozess instabil – und führt zu Ausschuss.
Ein Forschungsteam aus dem Deutschen Elektronen-Synchrotron DESY, dem Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT, der RWTH Aachen, dem Helmholtz-Zentrum Hereon und dem Industriepartner TRUMPF untersuchte diese Vorgänge mit hochauflösender Röntgenstrahlung am DESY-Teilchenbeschleuniger. Die Forschenden konnten in Echtzeit beobachten, wie sich das Schmelzbad bildet, wie Poren entstehen und warum Material verspritzt.
Die zentrale Erkenntnis: Laser mit grüner Wellenlänge werden von Kupfer deutlich besser absorbiert als infrarotes Licht. Das Material erreicht schneller die Schmelztemperatur, der Prozess verläuft stabiler und es entsteht deutlich weniger Ausschuss.
Diese Ergebnisse liefern die wissenschaftliche Grundlage für optimierte industrielle Lasersysteme. Für die Automobilbranche bedeutet das: effizientere Fertigung von Kupferverbindungen, geringerer Materialverlust und reduzierter Energieeinsatz – besonders relevant für die Produktion von Elektrofahrzeugen.
Was durch präzise Röntgenanalysen sichtbar wurde, unterstützt heute eine ressourcenschonendere industrielle Fertigung.
Ein Beispiel dafür, wie Helmholtz-Forschung Wissen in Wirkung verwandelt.
