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WLT Preis - Preisträger 2016

 

Der WLT-Preis 2016 wurde verliehen an Dr.-Ing. Peter Stritt vom IFSW Stuttgart.

 

Die Preisverleihung erfolgte am 20. September 2016 im Rahmen der Innovation Award & WLT Award Ceremony auf der LANE 2016 in Fürth durch Prof. Michael Schmidt (General Chair der LANE 2016 und Präsident Elect der WLT).

 

   
 

Prof. Michael Schmidt und Dr. Peter Stritt bei der Preisverleihung (Foto: WLT e. V.)

 

 

Herr Dr. Stritt, Jahrgang 1982 studierte von 2002 bis 2008 Maschinenbau mit dem Abschluss Diplom an der Universität Stuttgart. Von 2009-2013 war er Doktorand der Graduate School of Excellence advanced Manufacturing Engineering (GSaME), wo er das Thema „Remote-Laserstrahlschweißen von Aluminium“ in Kooperation mit der Audi AG und dem Institut für Strahlwerkzeuge (IFSW) bearbeitete. Seine Dissertation zum Thema „Prozessstrategien zur Vermeidung von Heißrissen beim Remote-Laserstrahlschweißen von AlMgSi 6016“ verteidigte er 2015 an der Universität Stuttgart mit dem Prädikat „summa cum laude“. Von 2013 bis 2016 leitete er die Gruppe für Makro-Materialbearbeitung und Prozessdiagnostik am IFSW und hat in dieser Zeit auch die Koordination und Bearbeitung des BMBF-Verbundprojektes „ReMiLas - Remotefähiges Fügen von leichtbaurelevanten Mischverbindungen mit effizienter Lasertechnik“ übernommen.

Das für seine Dissertation untersuchte Verfahren des Remote-Laserstrahlschweißens ist aufgrund der hohen Produktivität insbesondere im Karosseriebau sehr verbreitet und von höchster industrieller Relevanz. Auf Aluminiumlegierungen der 6000er Reihe war dieses Verfahren bisher allerdings nicht anwendbar, da dort zur Vermeidung von Heißrissen Zusatzwerkstoffe in Form eines Drahtes, der den schnellen Bewegungen des scannergeführten Laserstrahls nicht folgen kann, in die Fügezone eingebracht werden müssen. Ziel der Forschungsaktivitäten von Herrn Dr. Stritt war es daher unter anderem Prozessstrategien zu entwickeln, die das rissfreie Schweißen 6000er Aluminiumlegierung auch ohne Verwendung von Zusatzwerkstoffen ermöglichen.

Über die bisher bekannten theoretischen Modelle hinausgehend analysierte Herr Stritt die Riss-neigung nicht anhand isolierter Einflüsse wie lokale Spannung oder Dehnung, sondern führte gewissermaßen als Zusammenführung aller Modelle das Produkt aus Dehnung, Spannung und Erstarrungsvolumen als neues Kriterium für die Heißrissneigung ein. Der physikalischen Einheit entsprechend bezeichnete Herr Dr. Stritt dieses Produkt anschaulich als Rissneigungsenergie; je höher deren Wert, umso höher ist die Neigung zur Bildung von Heißrissen.

Bei dem in Zusammenarbeit mit Audi betrachteten Werkstoff konnte Herr Dr. Stritt durch Vergleiche mit experimentellen Ergebnissen zeigen, dass mit der Entstehung von Heißrissen zu rechnen ist, wenn die Rissneigungsenergie den kritischen Wert von 3 mJ überschreitet. Auch seine Untersuchungen zum Einfluss der Probengeometrie zeigten, dass das berechnete Heißrisskriterium eine gute Vorhersagbarkeit der Rissneigung ermöglicht.

Ausgehend von der gewonnenen Erkenntnis, dass die Rissneigung während der Startphase einer Schweißung gering ist und erst anschließend anwächst, konnte Herr Dr. Stritt sowohl experimentell als auch mit Hilfe der numerischen Simulationen zeigen, dass die Rissbildung durch Modulation der Laserleistung minimiert werden kann. Der Vergleich zu Schweißungen mit konstanter Laserleistung erfolgte dabei für Nähte mit vergleichbarer Einschweißtiefe und entsprechend abweichenden Streckenenergien. Die Minimierung von Endkraterrissen durch Anwendung einer Leistungsrampe am Ende der Schweißung konnte experimentell und numerisch ebenfalls bestätigt werden.
Einen weiteren Ansatz zur Ausnutzung der rissarmen Startphase realisierte Herr Dr. Stritt durch die sogenannte Stepp-Strategie, bei welcher die Länge der einzelnen Schweißabschnitte auf die unproblematische Startphase eingeschränkt wird. Um längere rissfreie Schweißnähte zu erstellen, können die einzelnen Schweißabschnitte überlappend gestaltet werden, was gleichzeitig die Endkraterproblematik löst.
Über die Grundlagenuntersuchungen seiner Dissertation hinausgehend betrachtete Herr Stritt auch die Übertragbarkeit der vorgeschlagenen Strategien auf die industrielle Fertigung und konnte die hohe praktische Bedeutung seiner Arbeit verdeutlichen. Die von Herrn Dr. Stritt systematisch erarbeiteten Forschungsergebnisse und Erkenntnisse stellen einen sehr wertvollen Beitrag zum wissenschaftlichen Verständnis über die Heißrissentstehung dar. Die daraus abgeleiteten Ansätze zur Vermeidung von Heißrissen sind von höchster praktischer Relevanz, weshalb sie von der Audi AG patentiert wurden.
Die im wissenschaftlichen Umfeld präsentierten Vorträge und Paper führten zu großer, positiver Resonanz und hoher Reputation für das Institut. Unter anderem wurde einer seiner Vorträge an der ICALEO mit dem 1. Platz des Student Paper Award ausgezeichnet.

Seit dem 15.06.2016 ist Dr. Stritt bei der Robert Bosch GmbH in Renningen als Forschungsingenieur im Bereich der Lasermaterialbearbeitung beschäftigt.

Der WLT-Preis wird jährlich für herausragende Leistungen auf dem Gebiet der angewandten Laserforschung verliehen. Die Wissenschaftliche Gesellschaft Lasertechnik (WLT) konzentriert sich darauf, die Laserstrahlung als universell einsetzbares "Werkzeug" wissenschaftlich weiterzuentwickeln und für neue interdisziplinäre Einsatzfelder in den optischen Technologien nutzbar zu machen.

 


WLT Preis - Preisträger 2015

 

Der WLT-Preis 2015 wurde verliehen an Dr.-Ing. Stefan Hengesbach, Fraunhofer ILT Aachen und an Dr.-Ing. Ulf Quentin, TRUMPF Laser- und Systemtechnik GmbH Ditzingen

 

Die Preisverleihung erfolgte am 22. Juni 2015 im Rahmen der Plenary Session & WLT Award Ceremony auf der LiM 2015 in München durch Professor Ostendorf (Präsident der WLT) und Professor Graf (General Chair der LiM 2015).

 

   
 

Prof. Graf, Dr. Hengesbach, Prof. Ostendorf, Dr. Quentin (Foto: WLT e.V.)

 

 

Dr. Stefan Hengesbach, Jahrgang 1981, studierte von 2002 bis 2008 Maschinenbau an der RWTH- Aachen University. Im Jahr 2008 schloss er sein Studium nach einem sechsmonatigen Forschungspraktikum am Fraunhofer Center for Laser Technology CLT in Michigan als Diplom-Ingenieur ab. Seine Diplomarbeit mit dem Titel „Entwicklung und Charakterisierung fasergekoppelter Diodenlasermodule hoher Strahldichte zum Pumpen von Grundmode-Faserlasern“ entstand am Lehrstuhl für Lasertechnik LLT und dem Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT in Aachen, an denen Dr. Hengesbach seit Januar 2009 als wissenschaftlicher Mitarbeiter tätig ist. Schwerpunkt seiner Forschungsaktivitäten ist die Vergrößerung der Strahldichte von Hochleistungs-Diodenlaserstrahl¬quellen (HLDL).

Im Vergleich zu Festkörper- oder Gaslaserstrahlquellen ist das derzeitige Einsatzgebiet industrieller HLDL gleicher optischer Ausgangsleistung durch die kleinere Strahldichte und Brillanz limitiert. Ziel der Forschungsaktivitäten ist die Entwicklung frequenzstabilisierter Diodenlaserstrahlquellen und das nachgeschaltete dichte Hochleistungsmultiplexing. Für beide Technologien werden Volumenbeugungsgitter mit unterschiedlicher Beugungseffizienz eingesetzt, dessen Herstellungsprozess Dr. Hengesbach im Labormaßstab ebenfalls untersuchte. Ohne den nachgeschalteten Multiplexer können die frequenzstabilisierten Diodenlasermodule mit Linienbreiten kleiner 120 pm auch zum effizienten Pumpen von Lasermedien mit schmalbandigem Absorptionsband und zur Effizienzsteigerung bestehender Lasersysteme verwendet werden. In Abhängigkeit der Strahlqualität ist die nachgeschaltete inkohärente Überlagerung der frequenzstabilisierten Laserstrahlung mit Wirkungsgraden zwischen 85 % und 97 % demonstriert worden.

Durch die Skalierung des Konzepts und die signifikante Vergrößerung der Strahldichte können die attraktiven Eigenschaften der Halbleiterlaser in anspruchsvollen Anwendungen wie dem laserbasierten Schneiden und Tiefschweißen nun genutzt werden. Vorteilhafte Eigenschaften sind der große Wirkungsgrad, die kompakte Bauform und die Vielfalt an verfügbaren Wellenlängen. Dadurch können neue Anwendungsfelder erschlossen werden.
Seine Promotionsprüfung zum Thema „Spektrale Stabilisierung und inkohärente Überlagerung von Diodenlaserstrahlung mit Volumenbeugungsgittern“ hat Herr Dr. Hengesbach 2014 mit Auszeichnung bestanden.

Dr. Hengesbach hat sowohl im Bereich der Forschung und Simulation, der analytischen Modellbildung und experimentellen Verifikation der Frequenzstabilisierung, der Publikation und Vermarktung der Ergebnisse sowie der Lehre auf dem Gebiet der Lasertechnik ausgezeichnete Beiträge geleistet. In den Evaluierungen durch die Studenten der RWTH-Aachen hat Herr Dr. Hengesbach im Zeitraum von 2008 bis 2014 sehr gute Bewertungen für seine didaktische Arbeit erhalten. Hervorzuheben ist darüber hinaus die Organisation zahlreicher Veranstaltungen zur Förderung von Schülern und Kindern sowie der ersten Photonik-Akademie im Jahr 2013 in Aachen.


Dr. Quentin, Jahrgang 1984 studierte von 2004 bis 2009 Wirtschaftsingenieurwesen-Maschinenbau an der Friedrich-Alexander-Universität in Erlangen-Nürnberg. Im Jahr 2009 schloss er sein Studium als Diplom-Wirtschaftsingenieur mit der Diplomarbeit „Auslegung eines gasartunabhängigen Massenstrommessgerätes“ ab.

Dr. Quentin war von 2009 bis 2013 am Lehrstuhl für Photonische Technologien der FAU Erlangen-Nürnberg als wissenschaftlicher Mitarbeiter im Bereich der Mikromaterialbearbeitung mit Ultrakurzpulslasern tätig. In dieser Zeit beschäftigte er sich intensiv mit der Nahfeld-Nanostrukturierung mit Hilfe optisch positionierter Mikrolinsen und es gelang ihm im Rahmen des DFG-Schwerpunktgramms 1327 einen neuartigen Strukturierungsprozess zu entwickeln und diesen eingehend zu analysieren.
Bei diesem Prozess werden sphärische Mikropartikel in der Größenordnung von einem Mikrometer mit einer optischen Pinzette über eine Substratoberfläche bewegt. Gleichzeitig werden die Partikel mit ultrakurzen Laserpulsen bestrahlt und fungieren so als Mikrolinsen. Das unter den Partikeln entstehende optische Feld kann so zur Strukturierung des Substrats mit Strukturbreiten von teilweise unter 100 nm genutzt werden. Mit seiner Dissertation „Nanostrukturierung durch Ultrakurzpulslaser mit optisch positionierten Mikrolinsen“ wurde Dr. Quentin am 20.01.2014 mit Auszeichnung promoviert. Neben vielen wissenschaftlichen Auszeichnungen war er im Zeitraum von Februar 2008 bis September 2009 Stipendiat der Bayerischen Elite-Akademie.
In einem dreimonatigen Forschungsaufenthalt (02/2013 - 04/2013) an der Princeton-University forschte Dr. Quentin gemeinsam mit Prof. Craig B. Arnold und leistete so – neben der wissenschaftlichen Arbeit – einen erfolgreichen Beitrag zur intensiven internationalen Vernetzung der deutschen Lasertechnik. Während dieser Zeit gelang ihm die simulative Erklärung des Verhaltens einer optischen Pinzette mit einer oszillierenden Flüssigkeitslinse (TAG lens) sowie der experimentelle Abgleich der Berechnungen.

Seit November 2013 ist Dr. Quentin bei TRUMPF Laser- und Systemtechnik GmbH in Ditzingen als Referent der Geschäftsführung beschäftigt.

 


 

Der WLT-Preis 2014 geht an Dr.-Ing. Sebastian Dochow vom IPHT in Jena

 

Die Preisverleihung erfolgte am 09. September 2014 im Rahmen der Innovation Award & WLT Award Ceremony auf der LANE 2014 in Fürth durch Prof. Frank Vollertsen (Schatzmeister der WLT) und Prof. Michael Schmidt (General Chair der LANE 2014).

 

   
 

Prof. Frank Vollertsen und Dr. Christoph Krafft (der stellvertretend für Dr. Dochow den Preis entgegennahm) bei der Preisverleihung (Foto: K. Cvecek/blz)

 

 

Herr Dr. Dochow, Jahrgang 1981 studierte von 2000 bis 2004 physikalischen Technik mit dem Abschluss Diplom und von 2004-2006 Laser- und Optotechnologien mit dem Abschluss Master an der Ernst Abbe Hochschule Physik. Von 2006-2013 war er wissenschaftlicher Mitarbeiter bei Xtreme technologies Jena / Göttingen sowie am Leibniz-Institut für Photonische Technologien (IPHT Jena) und an der Friedrich Schiller Universität (FSU) Jena. Dort erarbeitete er seine Dissertation zum Thema „ Faser- und chipbasierte Raman-Detektionssysteme für biomedizinische Anwendungen“, die er 2013 an der Universität Jena mit dem Prädikat „summa cum laude“ verteidigte. Seit 2013 ist er wissenschaftlicher Mitarbeiter am Leibniz-Institut für Photonische Technologien (IPHT Jena) und am Institut für Physikalische Chemie der Friedrich Schiller Universität (FSU) Jena.

Hauptziel der Forschungsarbeiten von Dr. Dochow war die Erforschung der Möglichkeit Raman-aktivierter Zellsortierung (RACS = Raman activated cell sorting) durch eine Kombination der Raman-Spektroskopie mit optischen Fallen und moderner mikrofluidischer Ansätze für eine effiziente und leistungsstarke Zelldiagnostik. RACS bietet große Chancen, die routinemäßig eingesetzte Fluoreszenzaktivierte Zellsortierung (FACS = Fluorescence activated cell sorting) dahingehend zu ergänzen bzw. zu komplementieren, da Raman-Spektroskopie die Möglichkeit eröffnet Zellen komplett markerfrei auf molekularer Ebene zu charakterisieren und sie zu identifizieren. Insgesamt gelang es Herrn Dr. Dochow mit seinen Arbeiten entscheidende Fortschritte hin zur Realisierung eines RACS-Ansatzes zu machen. So führte er in einem ersten Schritt einen mikrofluidischen Chip aus Quarz ein, in welchen Funktionalitäten zum Injizieren von Zellen, zum Fangen der Zellen über Faserlaser sowie zum Sortieren der Zellen integriert waren. Mittels eines chemometrischen Modells, welches speziell den Quarz-Raman-Untergrund des Chips berücksichtigt, gelang es Herrn Dr. Dochow vier verschiedene Zelllinien mit einer Sensitivität von 96% bzw.einer Spezifität von 99% zu klassifizieren. Weiterhin designte und realisierte Herr Dochow einen komplett faserbasierten Raman-on-Chip-Aufbau, in welchem sowohl die Fasern für den Anregungslaser als auch Mehrkern-Einzelmoden-Fasern zum Sammeln des Raman-Streulichtes integriert waren. Komplett ohne die Notwendigkeit eines Mikroskops ermöglicht dieser Raman on-Chip-Aufbau niedrige Raman-Detektionslimits zur Analyse von Lösungen und die Aufnahme von Raman-Spektren von gefangenen Zellen. Das Besondere an diesem Aufbau ist das Einschreiben von Faser-Bragg-Gittern in die Sammelfasern zur effizienten Unterdrückung des elastischen Streulichtes.
In weiteren Arbeiten nutzte bzw. erforschte Herr Dr. Dochow die Möglichkeit des Einschreibens von Faser-Bragg-Gittern zur Realisierung von faseroptischen Raman-Sonden, welche in den Arbeitskanal von Endoskopen eingeführt werden können, für In-vivo-Anwendungen der Raman-Spektroskopie zur markerfreien Beurteilung von Gewebe in Echtzeit. Mittels eines Raman-Sondenkopfes bestehend aus einer zentralen Anregungsfaser, umgeben von zwölf Erfassungsfasern, bei dem in die Sondenhülse Bandpass- und Langpassfilter integriert waren, gelang es Herrn Dr. Dochow erste In-vivo-Raman-Experimente an Kaninchen zur Untersuchung der chemischen Zusammensetzungen von arteriosklerotischen Ablagerungen (Plaques) innerhalb der Aorta durchzuführen. Dabei wurde die gewählte Sondengeometrie durch einen flexiblen Katheder über die Halsschlagader des Kaninchens eingeführt. Die Raman-Spektren, welche an verschiedenen Positionen innerhalb der Aorta aufgenommen wurden, zeigen signifikante spektrale Unterschiede aufgrund von dominierenden Eigenschaften von Proteinen oder Lipiden. Solche Informationen über die chemischen Zusammensetzungen der Plaques zu erhalten, ist für einen Kardiologen von großem Interesse.

 

Weitere Informationen zu den Arbeiten von Dr. Dochow finden Sie unter: http://www.ipht-jena.de/forschungseinheiten/forschungsabteilungen/spektroskopie-bildgebung.html

 

 


 

 

Der WLT-Preis 2013 geht an Dr.-Ing. Andreas Brückner vom Fraunhofer IOF Jena

 

Die Preisverleihung erfolgte am 13. Mai 2013 im Rahmen der Plenary Session & WLT Award Ceremony auf der LiM 2013 in München durch Professor Ostendorf (Präsident der WLT) und Professor Emmelmann (General Chair der LiM 2013).

 

   
 

Prof. Emmelmann, Dr. Brückner, Prof. Ostendorf (Foto: WLT)

 

 

Herr Dr. Brückner, Jahrgang 1980 studierte von 2000 bis 2006 Physik an der Friedrich-Schiller-Universität in Jena. Im Jahr 2006 schloss er sein Studium als Diplom-Physiker mit der Diplomarbeit „Hochgenaue Positionsbestimmung mit künstlichen Facettenaugenobjektiven“ ab. Er erhielt bei der Ehrung für die besten Diplomarbeiten des Jahrgangs 2007 aller Fraunhofer-Institute den Hugo-Geiger-Preis (1. Platz). Seit 2007 ist er wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik in Jena. Dort erarbeitete er seine Dissertation zum Thema „Microoptical Multi Aperture Imaging Systems“, die er 2011 an der Universität Jena mit dem Prädikat „summa cum laude“ verteidigte. Im Zeitraum von 2009-2012 leitete er die Nachwuchswissenschaftlergruppe „Insect Inspired Imaging“ in dem BMBF-Programm BIONA.

In seinen Forschungsarbeiten befasst sich Herr Brückner mit Multiapertur-Abbildungsoptiken, die vom natürlichen Vorbild der Insektenaugen inspiriert sind. Ausgehend von ersten akademischen Ansätzen zur technischen Umsetzung von Multiapertur-Optiken erweitert Herr Brückner die Möglichkeiten derartiger innovativer Abbildungsprinzipien in beeindruckender Weise. Der Schwerpunkt der Arbeiten liegt in der Entwicklung und Anwendung neuartiger Ansätze im Optikdesign, der elektronischen Bildaufnahme und softwaretechnischen Bildnachbearbeitung mit dem primären Ziel der Verbesserung der Abbildungsqualität dieser Systeme. Hierdurch sowie durch die konsequente Berücksichtigung technologischer Aspekte der Herstellung der erforderlichen mikrooptischen Komponenten gelingt es ihm, insekteninspirierte Abbildungsprinzipien vom rein akademischen Ansatz nahe an eine praktische Verwertung zu bringen.
Weitere Informationen zu den Arbeiten von Dr. Brückner finden Sie unter: http://www.iof.fraunhofer.de/de/geschaeftsfelder/photonische-sensoren-und-messsysteme/bildsensoren/insekteninspirierte-mikrooptik.html