26.05.2026 • Lasertechnik

PIXIE verspricht Effizienzschub in der Materialbearbeitung

Mit neuartigem 2D-Laser-Scanner will ein angehendes Fraunhofer-Spin-off neue Performance-Maßstäbe setzen.

Mit dem planaren, hoch-integrierten XY-Scanner für den industriellen Einsatz PIXIE will ein zukünftiges Spin-off des Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT in Aachen neue Effizienz-Maßstäbe setzen. Das 2D-Laser-Ablenksystem ist schneller und viel kompakter als heutige Galvanometerscanner. Das prädestiniert es für die parallelisierte Materialbearbeitung mit Multiscanner-Anlagen oder mit Hochleistungslasern, deren Strahl dafür in viele unabhängige Einzelstrahlen geteilt wird. Das multidisziplinäre, diverse Gründerquartett hinter PIXIE hat weitere Anwendungsmärkte im Blick.

Dank der kompakten Bauform können mehrere Miniscanner in einen Multistrahlkopf integriert werden.

Ursprünglich für eine Anwendung in der Medizintechnik entwickelt, eignet sich der Miniscanner auch für den industriellen Einsatz, etwa für handgeführte Laserbeschriftungs- und Graviersysteme.

Der planare Galvanometer-Scanner (PGS) braucht knapp neunzig Prozent weniger Bauraum und wiegt nur ein Zehntel heutiger Galvanometerscanner, reduziert die Größe der Laserspots um mehr als zwei Drittel und lenkt diese gut fünfzig Prozent schneller über Werkstücke. Solche Technologiesprünge gibt es nicht allzu oft. Daher lag es für die Köpfe hinter der neuartigen Scan-Technologie – Lazar Bochvarov, Christina Giesen, Milena Žurić und Alexander Hohle – nahe, deren Kommerzialisierung selbst in die Hand zu nehmen. Mit einer frisch bewilligten Phase-I-Förderung im „exist-Forschungstransfer“ des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWE) haben sie nun 18 Monate Zeit, ihr Gründungsvorhaben PIXIE umzusetzen.

Das Quartett hat die bereits patentierte Technologie am Fraunhofer ILT entwickelt. Die Idee des planaren Galvanometers geht auf Bochvarov zurück. Im Zuge seiner Promotion im Bereich Lasermikrochirurgie stieß er auf den Mangel an zugleich hoch-performanten und kompakten Scannern. „Die heute verfügbaren Galvanometerscanner stoßen mit ihrer Baugröße an Grenzen. Dagegen sind Mikro-Opto-Elektro-Mechanische Scanner (MOEMS) mit ihren Millimetere-kleinen Spiegeln für viele laserchirurgische und industrielle Anwendungen ungeeignet“, erklärt er. Um dieses Dilemma zu lösen, hat Bochvarov ein System erdacht, das das Beste beider Technologien vereint: Wie MOEMS integriert der planare, hoch-integrierte XY-Scanner für den industriellen Einsatz (PIXIE) Antrieb und Spiegel in einer Rotoreinheit.

Der Schlüssel dazu war die Miniaturisierung des elektromechanischen Antriebs. Anstelle der Spiegelausrichtung mit einem separaten Motor ist das Spiegelsubstrat selbst Teil eines Antriebssystems auf Basis der Lorentzkraft. Dieses macht sich die exakt steuerbare Kraftwirkung eines Magnetfelds auf stromdurchflossene elektrische Leiter zunutze, um den mit zwei Präzisionskugellagern auf einer Achse gelagerten Spiegel zu kippen. Die Kipprichtung ist durch Umpolen der Stromrichtung sehr schnell und präzise umkehrbar.

„In dem hochintegrierten Antrieb bilden Spiegel und Motor eine kompakte Einheit. Das Prinzip lässt sich gut zu großen Aperturen skalieren“, erklärt der Gründer. Damit seien Spiegelgrößen deutlich oberhalb von 100 mm möglich, was für Hochleistungslaser und die Parallelisierung industrieller Prozesse hochrelevant sei. Im Zuge mehrerer Re-Designs sei bereits eine drastische Bauraum- und Gewichtsreduktion gelungen, was die äußerst dynamische Ausrichtung der Laserstrahlen begünstigt. Diese Vorteile möchte das Team nun auf breiter Front für die industrielle Lasermaterialbearbeitung und für chirurgische Eingriffe nutzbar machen. Vorerst wird Bochvarov wie seine Mitgründerinnen Žurić und Giesen im Forschungsfeld Lasermedizintechnik des Fraunhofer ILT tätig bleiben. Parallel treibt er seine Promotion im Maschinenwesen an der RWTH voran.

Žurić wird im Spin-off das System Engineering und den Aufbau einer automatisierten Kleinserienfertigung verantworten. Sie bringt nach einem interdisziplinären Studium der Elektro- und Informationstechnik, ihrer Promotion im Maschinenwesen der RWTH und der Leitung diverser Forschungs- und Industrieprojekte am Fraunhofer ILT geballte Expertise mit. Das gilt auch für Giesen. Die studierte Medizinphysikerin forscht ebenfalls im Bereich Lasermedizintechnik. Sie bringt Kompetenzen in Optikdesign und Sensorik sowie Qualitätsmanagement und Zertifizierung ein, um die Industrialisierung der Scan-Technologie voranzutreiben. Auch für den betriebswirtschaftlichen Part ist mit Alexander Hohle ein Experte an Bord: Er ist Physiker, hat ein MBA-Studium am Collège des Ingénieurs Paris und verschiedene Industriestationen hinter sich und wird sich um Strategieentwicklung, Finanzcontrolling, Marketing und Personalwesen kümmern.

Für die Laufzeit der exist-Förderung hat sich das Team viel vorgenommen. „Wir planen mit Blick auf die automatisierte Fertigung ein Re-Design“, erklärt Žurić. „Auch bei der Positionssensorik gibt es Optimierungsbedarf“, ergänzt Giesen. Parallel zur Umsetzung dieser Aufgaben laufen erste Einsätze des Demonstrators bei Pilotkunden, die das Gründungsprojekt von Beginn an eng begleiten. Zudem laufen nun Langzeittests und der Aufbau der Lieferkette mit ausgewählten Zulieferern an. Bereits 2027 soll dann der Launch von PIXIE als kleinstes, schnellstes Scan-System im Markt folgen. Auf Basis ihrer Marktanalyse und von Interessensbekundungen potenzieller Kunden aus diversen Anwendungsmärkten hofft das Team auf einen schnellen Markthochlauf. „Ein BreakEven im Jahr 2030 ist möglich, wenn in der Technologieentwicklung und beim Aufbau der Fertigung alles glatt läuft“, erklärt Hohle. [Fh.-ILT / dre]

Technologiefeld Medizintechnik (Achim Lenenbach), Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT, Aachen