„Technisches Wissen war nicht genug, ich musste das große Ganze sehen“

Sebastian Pricking von der deutschen Firma Trumpf weiß, wovon er spricht, wenn es um Laser geht. Doch als er befördert wurde, um die Entwicklung eines neuen faserbasierten Lasers zu leiten, reichten technische Kenntnisse allein nicht aus. Er musste sich in die Welt der Systemarchitektur einarbeiten. Deshalb belegte er den Kurs Systemarchitekt(ing) am High Tech Institute.

Trumpf ist einer der Hidden Champions in Deutschland. Auch wenn der Name Trumpf nicht jedem ein Begriff ist, baut die Gruppe Hightech-Maschinen für Kunden in aller Welt und beschäftigt dabei mehr als 16.000 Mitarbeiter. Der Schlüssel zum Erfolg der Gruppe ist, dass sie sich seit ihrer Gründung im Jahr 1923 in Familienbesitz befindet.

„Wir arbeiten an Innovationen, bei denen wir vielleicht fünf bis zehn Jahre warten müssen, bis wir eine Rendite sehen“, sagt Sebastian Pricking. „Wenn Ihr Unternehmen an der Börse notiert ist, ist es nicht immer möglich, so weit in die Zukunft zu blicken.“

Bildnachweis : André Boden (Trumpf)

Pricking arbeitet in der Abteilung für Laserentwicklung bei Trumpf. „Wir entwickeln die Konzepte und betreiben Grundlagenforschung“, sagt er. „Wir haben andere Kollegen, die auf die CAD-Konstruktionen und die Software spezialisiert sind. Mein Team kümmert sich um die Systemschnittstellen, die Grundprinzipien und die grundlegenden Konzepte.“

Sie entwerfen zum Beispiel das optische Layout eines neuen Lasers. „Wir entscheiden auf der Grundlage von Simulationen und Laborexperimenten, welche Arten von Spiegeln wir verwenden, welche Beschichtungen auf den Linsen und so weiter“, sagt Pricking. „Die eigentliche mechanische Integration wird von einem anderen Team durchgeführt.“

Faserlaser

Das Team von Pricking arbeitet an Festkörperlasern. Dazu gehören YAG-basierte Scheiben, aber auch faserbasierte Laser, bei denen das aktive Medium eine optische Faser ist. Pricking leitet derzeit ein Team, das einen neuen faserbasierten Laser entwickelt.

Die Hauptanwendungen der Laser von Trumpf liegen in der Industrie, wo sie im Allgemeinen zur Bearbeitung von Metallen eingesetzt werden. „Schweißen und Schneiden sind einige der Hauptanwendungen dieser Laser“, sagt Pricking. „Eine der größten Branchen, die wir bedienen, ist die Automobilindustrie. Vor allem die Elektromobilität treibt hier das Wachstum voran. Bei der Konstruktion von Batterien und Elektromotoren werden viele Laserprozesse benötigt. Dieser Markt wächst jetzt erheblich.“

Laser werden schon seit einiger Zeit für diese Anwendungen eingesetzt, aber das bedeutet nicht, dass es nicht noch mehr technologische Entwicklung zu tun gibt. „Parameter wie Leistung und Strahlqualität werden immer noch verbessert“, sagt Pricking. „Wir konzentrieren uns auch auf neue Funktionen. Wir entwickeln zum Beispiel gepulste Laser. Hier ist das Licht nicht kontinuierlich, sondern kommt in Pulsen mit einer höheren Spitzenleistung. Das bedeutet, dass wir die Pulse genau auf die Anwendung des Kunden abstimmen müssen.“

„Wir sind definitiv in der Lage, geeignete Leistungsstufen für alle Standardprozesse anzubieten“, sagt er. „Festkörperlaser bieten eine breite Palette von Leistungsstufen mit einer hervorragenden Wandsteckereffizienz. Einer unserer Entwürfe ist ein Scheibenlaser, der bis zu 24 Kilowatt infrarotes Laserlicht liefert.“

Ein Scheibenlaser hat ein dünnes aktives Medium, das auf einer Wärmesenke angebracht ist. Dies löst die Probleme mit der Kühlung. „In der Vergangenheit war das aktive Medium oft wie ein Stab geformt“, sagt Pricking. „Das hat aber zu Problemen bei der Kühlung geführt, weil es schwieriger ist, eine angemessene Kühlung zu erreichen, um die Wärme abzuführen. Hierfür gibt es zwei mögliche Lösungen. Entweder Sie nehmen den Stab und pressen ihn in eine Scheibenform, so dass die Wärme aufgrund der größeren Oberfläche leichter entweicht. Oder Sie nehmen den Stab und ziehen ihn, so dass er zu einem faserbasierten Laser wird. Wir bieten unseren Kunden beide Varianten an.“

Architekt

Pricking hat erst vor kurzem die Leitung des Teams für faserbasierte Laser übernommen. Deshalb hat er den Kurs Systemarchitekt(ing) am High Tech Institute besucht.

„Ich bin eigentlich Experimentalphysiker“, sagt Pricking. „Ich kann die Laborarbeit machen, ich kann alle notwendigen Effekte simulieren und berechnen. Aber als ich das Team übernommen habe, hat sich meine Arbeit verändert. Ich musste die Anforderungen von den Beteiligten sammeln. Ich musste Ketten von Toleranzen erstellen. Ich hatte all diese Schnittstellen, die ich organisieren musste. Ich musste dafür sorgen, dass alles zusammenpasste. Ich musste ein Systemarchitekt sein. Es ging nicht um die technischen Aspekte der Aufgabe, sondern darum, wie ich das Design organisieren konnte. Die Schulung ‚Systemarchitekt(ing)‘ gab mir die Werkzeuge und den Rahmen, der es mir ermöglichte, das große Ganze zu sehen und sicherzustellen, dass ich nichts vergessen hatte. Der Rahmen zeigte mir, wo ich auf dem richtigen Weg war und wo etwas fehlte. Es ermöglichte mir, die Lücken zu schließen.

Der Kurs lehrte den Studenten die Anwendung des CAFCR-Rahmens.

„So konnte ich mich orientieren“, sagt Pricking. „Ich nehme an, dass es auch andere, konkurrierende Frameworks gibt. Aber dieses passt sehr gut zu unserer Arbeitsweise. Es hat uns bestätigt, dass wir auf dem richtigen Weg sind.“

Neben dem Inhalt gefiel Pricking auch die Art und Weise, wie der Kurs unterrichtet wurde. „Mir gefiel die Mischung zwischen einerseits der experimentellen und der Gruppenarbeit, bei der man zum Beispiel die Ergebnisse der Gruppe zur Lösung einer bestimmten Aufgabe präsentiert. Und auf der anderen Seite theoretische Präsentationen über das Modell und seine Funktionsweise. Der Kurs dauerte eine Woche und war sehr gut gefüllt. Die ganze Erfahrung war sehr unterhaltsam. Ich und die anderen Studenten haben abends zusammen zu Abend gegessen, so dass wir uns darüber austauschen konnten, wie sie in ihren Unternehmen vorgehen.“

Während des Kurses ‚Systemarchitekt(ing)‘ ging das Lehrerteam auf die Fragen der Studenten ein. „Ich habe zum Beispiel gefragt, welche Software zur Anwendung dieses Frameworks verwendet werden kann“, sagt Pricking. „Der Dozent erwähnte, dass dies nicht Teil des Kurses sei, aber er bot mir dennoch eine Liste von Softwaretools an, die wir verwenden könnten, zusammen mit den Vor- und Nachteilen jedes einzelnen.“

Die Lektionen, die er während des Kurses gelernt hat, wendet er jetzt in seinem Job an. „Mit diesem neuen Hintergrund habe ich alles noch einmal überprüft“, sagt Pricking. „Ich habe das Modell auf das Projekt angewandt. Ich sah, dass es ein paar Lücken gab, die wir schnell geschlossen haben. Dieser Kurs hat uns geholfen, unser Laserkonzept zu verbessern. Bei unserem nächsten Projekt werden wir sicher von Anfang an diesen Rahmen verwenden.“

Dieser Artikel wurde von Tom Cassauwers, freier Mitarbeiter von High-Tech Systems, geschrieben.