13.06.07 PROSYS-hd - Laser Zentrum Hannover eV

Pressemitteilung
Bis Intelligente Schutzkleidung gegen
leistungsstarke Laser
Hannover, den 07.06.2013
In einem EU-Projekt unter der Leitung des Laser Zentrums
Hannover (LZH e.V.) wurden jetzt passive wie aktive
Schutzsysteme in Form von Jacken, Hosen, Schürzen und
Handschuhen entwickelt, die einen wirksamen Schutz vor
Laserstrahlung mit Leistungsdichten von bis zu etwa 20
Megawatt pro Quadratmeter bieten.
Schützende Berufsbekleidung etwa für die Feuerwehr, für
Schweißarbeiter oder im Chemielabor ist heutzutage
selbstverständlich. Trotz enormer Verbreitung von Lasern als
Werkzeug in Industrie und Forschung mangelt es bis heute an
geeigneter Schutzkleidung für den Anwender. Gegen die von
intensiver Laserstrahlung ausgehende Gefährdung sind bisher
ausschließlich für Augen Schutzklassen genau definiert und
entsprechend zertifizierte Schutzbrillen am Markt erhältlich.
Insbesondere die zunehmende Verbreitung handgeführter
Lasersysteme, z. B. für Schneid- und Schweißprozesse im
Bereich der Lasermaterialbearbeitung, macht jedoch auch einen
geeigneten Schutz der Haut immer dringlicher. Der Bearbeiter
hält sich in unmittelbarer Nähe der Wechselwirkungszone
zwischen Werkstoff und Laserstrahlung bis in den
Hochleistungsbereich auf. Dabei kann die Laserstrahlung unter
ungünstigen Bedingungen, z. B. durch Ablenkung von
hochreflektiven Oberflächen, unvermittelt die Richtung ändern
und dann bei direktem Auftreffen auf die Haut schwere
Verbrennungen verursachen. Nahinfrarot-Laserstrahlung dringt
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zudem relativ weit in die Haut sowie in darunter liegendes
Gewebe ein und schädigt dort Blutgefäße und anderes
biologisches Gewebe.
Für die im Rahmen des EU-Projekts PROSYS-Laser entwickelte
Schutzkleidung wurden zwei Strategien verfolgt: Das von den
Forschern entworfene passive System besteht aus mehrlagigen
technischen Textilien. An der obersten Schicht wird die
Strahlung durch eine spezielle Beschichtung bestmöglich und
vor allem diffus reflektiert. Dennoch eindringende Strahlung
wird in der mittleren Lage möglichst breitflächig verteilt. Eine
über kurze Zeit unkritische Restwärme trifft nach Durchdringen
der inneren Lage, die eine zusätzliche Energiebarriere darstellt,
auf die Haut und verursacht ein Schmerzempfinden. „Dies ist
gewollt. Der Anwender muss spüren, dass er einer gefährlichen
Bestrahlung ausgesetzt ist, damit er den betroffenen Körperteil
wegzieht“, erläutert Michael Hustedt, Leiter der Gruppe
Sicherheitstechnik am LZH und Koordinator von PROSYSLaser. Die übliche Reaktionszeit beträgt bis zu 4 Sekunden. Für
diesen Zeitraum stellt das passive System bei maximaler
Auslegung einen Schutz vor Leistungsdichten von bis zu 900
kW/m2 bereit und ist damit etwa um den Faktor 20 wirksamer,
als derzeit am Markt erhältliche Schutzkleidung.
Noch einmal erheblich gesteigert wird diese protektive Wirkung
durch ein aktives System, durch zusätzlich in den textilen
Multilagenaufbau integrierte Sensoren. Diese senden bei
Beschädigung infolge von Bestrahlung innerhalb < 100 ms ein
elektrisches Signal an den Laser, der daraufhin automatisch
abgeschaltet wird. Für eine uneingeschränkte Bewegungsfreiheit
des Anwenders sorgt die drahtlose Kommunikation per
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Funksignal zwischen Sendeeinheit und Sicherheitskreis des
Lasers. Da die vollständige Abschaltung der Laserstrahlung
mindestens etwa 80 Millisekunden benötigt, ist eine
Kombination der aktiven Sensoren mit einem grundlegenden
passiven Schutz sinnvoll und ermöglicht eine Schutzwirkung
gegen Strahlung mit Leistungsdichten von derzeit bis zu etwa 20
MW/m2.
Das internationale Konsortium aus drei Forschungsinstituten,
neun KMU und einem größeren Unternehmen hat inzwischen
Prototypen entsprechend ausgerüsteter Schutzbekleidung
entwickelt, die in diesem Jahr auf verschiedenen Messen (u.a.
Hannover Messe, LASER World of Photonics) präsentiert
wurden. Eine zeitnahe Markteinführung ist geplant.
Weitere Entwicklungsarbeit soll zukünftig vor allem in die
aktiven Systeme fließen, mit dem Ziel größerer Robustheit und
Flexibilität bei gleichzeitig hoher Schutzwirkung. Praxistests in
der Industrie sollen zudem wichtige Hinweise auf
Verbesserungsmöglichkeiten hinsichtlich Ergonomie und
Tragekomfort der Schutzkleidung liefern, um eine möglichst
hohe Akzeptanz beim Nutzer zu erreichen. Dabei stehen
beispielsweise eine Reduzierung des Flächengewichts der
Textilien oder gute haptische Eigenschaften der Handschuhe im
Fokus.
Das Forschungsprojekt PROSYS-Laser wurde von der
Europäischen Union im Rahmen des 7.
Forschungsrahmenprogramms gefördert (Förderkennzeichen
NMP2-SE-2009-229165). Partner des LZH in diesem Projekt
waren das Centre Suisse d´Electronique et de Microtechnique
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SA und das Sächsische Textilforschungsinstitut e.V. sowie die
Unternehmen CIM-mes Projekt sp. z o.o., Trans-Textil GmbH,
TTI Technische Textilien International GmbH, JUTEC GmbH,
Grado Zero Espace S.r.l., Smartex S.r.l., TDV Industries,
Promat International NV, Laser on demand GmbH und CleanLasersysteme GmbH.
Kontakt:
Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH)
Michael Botts
Hollerithallee 8
D-30419 Hannover
Tel.: +49 511 2788-151
Fax: +49 511 2788-100
E-Mail: [email protected]
http://www.lzh.de
Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) ist eine durch Mittel des Niedersächsischen Ministeriums für Wirtschaft,
Arbeit und Verkehr unterstützte Forschungs- und Entwicklungseinrichtung auf dem Gebiet der Lasertechnik.
Alle LZH-Pressemitteilungen finden Sie auf www.lzh.de unter "Publikationen" (mit Text-Download als WORD-Datei
und wo möglich mit Bildern).
Zu diesem Artikel gibt es ein Bild.
Bildunterschrift: Für die Arbeit mit Hochleistungslasern konzipierte passive Schutzhandschuhe (hier als Prototyp)
Laser Zentrum Hannover e.V.
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