Ein wirksamer Laserschutz ist unverzichtbar für den sicheren Umgang mit Laseranlagen – sowohl in der industriellen Fertigung als auch in Laborumgebungen. Die Auswahl geeigneter Laserschutzabschirmungen gehört dabei zu den zentralen Aufgaben. Doch bislang erfordert diese Auswahl häufig aufwendige, material- und anwendungsspezifische Tests. Mit dem Forschungsprojekt „Strahldurchmesserabhängigkeit der Standzeiten von Laserschutzabschirmungen“ (SALSA), gefördert durch die Bayerische Transformations- und Forschungsstiftung und durchgeführt in Zusammenarbeit mit LASERVISION GmbH & Co. KG, schafft das blz eine wissenschaftliche Grundlage, um diese Prüfprozesse künftig deutlich zu vereinfachen.
Ausgangssituation – Warum der Strahldurchmesser entscheidend ist
In der Praxis zeigt sich, dass die Beständigkeit von Laserschutzmaterialien stark davon abhängt, wie sich die Bestrahlungsstärke bei unterschiedlichen Strahldurchmessern verändert. Für eine belastbare Laserschutzprüfung müssen daher viele Kombinationen aus Leistung, Wellenlänge und Standzeit untersucht werden. Genau hier setzt das Projekt an: Durch ein besseres Verständnis dieser Zusammenhänge lässt sich der Aufwand bei der Auswahl geeigneter Abschirmprodukte erheblich reduzieren.
Zielsetzung – Ein praxistaugliches Modell für die Auswahl von Schutzmaterialien
Ziel des Projekts war es, ein Vorhersagemodell zu entwickeln, das nach experimenteller Ermittlung des materialspezifischen Bestrahlungsgrenzwertes bei einem bestimmten Strahldurchmesser die Schutzgrenzbestrahlung von Abschirmmaterialien für verschiedene Strahldurchmesser ableiten kann. Damit soll der Weg hin zu einem transparenteren und effizienteren Auswahlprozess geebnet werden – ein wesentlicher Beitrag für Anwender und Hersteller.
Vorgehen – Entwicklung der „Beschussbox“ als Prüfstand
Standardisierte Testbedingungen für maximale Vergleichbarkeit
Zur systematischen Untersuchung unterschiedlicher Materialien wurde eine eigens entwickelte Prüfvorrichtung eingesetzt – die sogenannte „Beschussbox“. Sie ermöglicht:
- reproduzierbare Tests von plattenförmigen Filter- und Vorhangmaterialien
- Messungen bei beliebigen Laserwellenlängen
- konsequent funktionsorientierte Konstruktion für maximale Robustheit und Nutzerfreundlichkeit im praktischen Einsatz
Auf diese Weise konnten umfangreiche experimentelle Datensätze erzeugt werden, die als Grundlage für weitere Modellierungen dienten.
Ergebnisse – Eine universell einsetzbare Korrekturfunktion
Die Analyse der Daten zeigte, dass sich die Bestrahlungsstärke über geeignete Normierungsansätze materialunabhängig beschreiben lässt. Daraus wurde eine allgemein gültige Korrekturfunktion abgeleitet, die:
- für alle getesteten Materialien anwendbar ist
- die Schutzgrenzbestrahlung für beliebige Strahldurchmesser vorhersagen kann
- zusätzliche Tests in vielen Fällen überflüssig macht
Damit liefert SALSA einen wertvollen Beitrag für die praktische Sicherheitsbewertung, da Anwender künftig schneller und sicherer geeignete Filtermaterialien auswählen können.
Ausblick – Bedeutung für Normung und Produktentwicklung
Die Projektergebnisse wurden bereits in fachlichen Gremien vorgestellt und gelten als relevant für zukünftige Normungsaktivitäten. Gleichzeitig fließen die Erkenntnisse in die Weiterentwicklung moderner Laserschutzabschirmungen mit ein – ein wichtiger Schritt, um den Schutz von Personen im Umfeld leistungsstarker Laseranlagen weiter zu verbessern.
Weiterführende Infos zu SALSA gibt es im Konferenzbeitrag zur LANE 2024 oder direkt bei uns. Wir freuen uns über eine Kontaktaufnahme.
Update: Wir freuen uns sehr, dass unser Beitrag zum SALSA-Projekt im "Journal of Laser Applications" akzeptiert und veröffentlicht wurde. Sie finden den Beitrag hier.
Morgen öffnet sich das nächste Türchen unseres Adventskalenders – mit weiteren Einblicken in Forschung, Sicherheit und Anwendung laserbasierter Technologien.
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