Aufgabenstellung
Um die Kosten für Verzinkungen im Automobilbau zu senken, werden immer häufiger Feuerverzinkungen statt elektrolytische Verzinkungen angewendet. Diese Bleche können aufgrund kleiner Prozessfenster und starker Prozessschwankungen nicht mit konventionellen Laserlötprozessen gelötet werden. Ein Lösungsansatz ist die Verwendung einer Multikernfaser, bei der vor dem Hauptstrahl zwei schwächere Nebenstrahlen die Zinkschicht direkt vor dem Lötprozess an der Lötstelle entfernen (siehe linkes Bild). Die Multikernfaser stellt dabei ein nicht-rotationssymmetrisches Strahlprofil dar, welches bei der Nahtführung entsprechend rotiert werden muss, damit ein optimaler Zinkabtrag erreicht wird.

Vorgehensweise
Eine Strahlrotation kann durch verschiedene optische Systeme erzielt werden. Möglich sind unterschiedliche Prismenanordnungen wie das Dove-Prisma oder Schmidt-Pechan-Prisma, Zylinderlinsenteleskope oder Spiegelsysteme. Im Laufe des Projekts wurde zuerst eine Evaluierung aller möglichen Rotationsmechanismen in Bezug auf ihre Dynamik, Beständigkeit, Baugröße und Komplexität durchgeführt. Aus dieser Evaluierung erfolgte die Entscheidung für eine Rotationsmethode, und mittels Raytracing-Simulation und CAD wurde ein optisches sowie mechanisches Modell erstellt.

Ergebnisse
Als Rotationsmethode wird ein asphärisches Zylinderlinsenteleskop zum Einsatz kommen. Als Linsenmaterialien wurden N-SF11 und Quarzglas festgelegt. Mithilfe von ZEMAX wurden zwei Designs auf Basis dieser Materialien erstellt. Im Rahmen der Bauformvorgaben des Projektpartners SCANSONIC wurde dann ein mechanisches Design entwickelt. Das CAD-Modell ist im rechten Bild gezeigt.