Modulare Ultrakurzpuls-
laser-Technologie

LaserForum 2018 - 3D-Fertigung von Präzisionsbauteilen

12. Oktober 2018, der Ruhr-Universität Bochum

Jenoptik - nozzle drilling overview

11. Jenaer Lasertagung

22. und 23. November 2018, Konferenz- und Lehrzentrum an der Ernst-Abbe-Hochschule Jena

Jenoptik - SiN TF removal

3. Netzwerktreffen 2018 UKPL Phase 3

08.11.2018, TRUMPF, Ditzingen

ULTRAKURZPULSLASER – PRÄZISE WIE EIN UHRWERK

UKP-Laser zeichnen sich durch ihre herausragende Genauigkeit bei verschiedensten Bearbeitungsarten vom Bohnen und Schneiden im Mikrometer-Maßstab bis hin zum feinsten Strukturieren von Materialen aus.

Aus diesem Grund bieten UKP-Laser beispielsweise in der Uhren- und Schmuckindustrie aber gleichermaßen auch in anderen Anwendungsbereichen, in denen hohe Ansprüche an die Bearbeitung gestellt werden, wie der Optik- oder Automobilindustrie Vorteile gegenüber anderen Bearbeitungsverfahren und -werkzeugen.

Mikrobohren

Mithilfe von UKP-Lasern werden feinste und hochpräzise Bohrungen verschiedenster Formen im Mikrometerbereich möglich. Durch den schmelzfreien Bohrprozess ist keinerlei Nachbearbeitung nötig. Die hohe Leistungsfähigkeit der UKP-Laser macht sie zu einem gut geeigneten Werkzeug für die Bearbeitung anspruchsvoller Materialen, wie beispielsweise Keramiken oder Saphir.

UKP-Mikrobohrungen in Keramik
(TRUMPF ©)
UKP-Mikrobohrungen in Kunststofffolie
(Pulsar Photonics GmbH ©)

Mikroschneiden

UKP-Laser sind hervorragend für das Schneiden kleinster, feinmechanischer Bauteile und hochpräziser Strukturen geeignet. Unabhängig vom bearbeiteten Material erzielen sie qualitativ hochwertige Ergebnisse in Form gratfreier Schnittkanten ohne negative thermische Beeinflussungen. So können auch sprödharte oder temperatursensitive Materialien bearbeitet werden.

UKP-geschnittene Zahnräder aus Saphir
(Fraunhofer ILT ©)
Detailansicht der präzisen Schnittkanten
(Fraunhofer ILT ©)

Mikrostrukturieren

Neben Bohren und Schneiden ermöglichen UKP-Laser auch die Bearbeitung und Strukturierung von Oberflächen. Hiermit können beispielsweise eine bestimmte Oberflächenrauheit eingestellt oder tribologische Strukturen auf ein Werkstück aufgebracht werden.

Laser-Nanostrukturiertes Prägewerkzeug
(Fraunhofer ILT ©)
Laserstrukturierungen auf einem Abformwerkzeug
(Fraunhofer ILT ©)

Oberflächenfunktionalisierung

Oberflächen stellen eine zentrale Eigenschaft für ihre Träger dar. Die berühmteste funktionelle Oberfläche besitzt wohl das Lotusblatt mit der Fähigkeit der Selbstreinigung. Für die gezielte Erzeugung von mikrostrukturierten Oberflächen mit bestimmten Eigenschaften (funktionale Oberflächen) in der industriellen Anwendung ist der UKP-Laser das perfekte Werkzeug, da mit ihm feinste Strukturen in nahezu jedes Material eingebracht werden können. Neben der Änderung von Benetzbarkeit und Hafteigenschaften kann mithilfe von Strukturierungen beispielsweise die Minimierung von Reibung und Verschleiß oder aber die Erhöhung der Reibung erreicht werden.

Hydrophobe Beschichtung
(Fraunhofer ILT ©)
Hydrophile Beschichtung
(Fraunhofer ILT ©)
Mikrostrukturierung der Oberfläche mit fs-Laser
(JENOPTIK Laser GmbH ©)

Aufrauhung von Metall- und Keramikoberflächen zur Optimierung von Fügeprozessen:

  • Steigerung von Qualität und Belastbarkeit von Klebe oder Schweißverbindungen durch Mikrostrukturierung
  • Aufrauhung der Kontaktfläche ohne Beschädigung unterliegender Bereiche
  • Bearbeitung von Fügematerialien mit geringer zulässiger thermischer Belastung
Aufrauhung einer Keramikoberfläche
(Pulsar Photonics GmbH ©)
Aufrauhung einer Metalloberfläche
(Pulsar Photonics GmbH ©)

Glasbearbeitung

Die Bearbeitung von Glas ist von jeher besonderen Herausforderungen unterworfen. Insbesondere die Härte, die Sprödigkeit sowie die geringere Wärmeleitfähigkeit verglichen mit Metall, die zu ungleichmäßiger Erwärmung und zu dadurch entstehenden Rissen führen kann, machen Glas zu einem anspruchsvollen Material. Laser, insbesondere Ultrakurzpuls-Laser, meistern diese Herausforderungen und sind dementsprechend als Werkzeug für die Glasbearbeitung sehr gut geeignet. Vor allem die kontaktfreie Bearbeitung und entsprechend schnellere Bearbeitungszeiten bieten deutliche Vorteile gegenüber klassischen, mechanischen Bearbeitungsprozessen.

Laserschneiden von Smartphone-Displays:

  • Glasschneiden mittels Laser-Materialmodifikation (Reißen aufgrund intrinsischer Spannung durch UKP-Laser)
  • glatte Konturen, auf den Hundertstel Millimeter genau
  • Erzeugung völlig freier Konturen möglich
  • hohe Bearbeitungsgeschwindigkeit

Glasschweißen per Laser:

  • Verschweißen von Glas per Laser
  • wirtschaftliche Vorteile gegenüber anderen Fügetechniken:
  • Kosteneinsparungen
  • längere Haltbarkeit
  • höhere Zuverlässigkeit der Fügenaht

Glasstrukturierung per Laser:

  • Verschiedenste Oberflächenstrukturen möglich
Glasschneiden mittels Laser-Material-Modifikation
(TRUMPF ©)
Hochgeschwindigkeitslasertrennen von Glas
(TRUMPF ©)
Lasergeschnittenes Smartphone-Display
(Fraunhofer ILT ©)
Strukturen im Glas mit ps-Laser
(3D-Micromac AG ©)
Glasstrukturierung mit fs-Laser
(JENOPTIK Laser GmbH ©)
 

Markierungen

Für das Herstellen von Markierungen sind Laser bewährte Werkzeuge. Mit speziellen Markierlasersystemen werden Bauteile oder Produkte mit einer eindeutigen Kennzeichnung versehen. Bei einigen Anwendungen werden jedoch erhöhte Anforderungen wie hohe Strukturqualitäten und geringe Oberflächenschädigung gestellt oder besondere Eigenschaften wie beispielsweise die chemische Resistenz der Markierung gefordert. Diese anspruchsvollen Anforderungen können UKP-Laser hervorragend erfüllen. Mit UKP-Lasern sind in jedem Material Strukturauflösungen im einstelligen Mikrometerbereich gratfrei herstellbar. Durch den geringen thermischen Eintrag bleiben Bauteile und umliegende Flächen nahezu unbeeinflusst

Korrosionsfreie Anlassbeschriftung
(TRUMPF ©)
Farbmarkierungen mit ps-Laser
(3D-Micromac AG ©)

Ein Kompetenznetzwerk der
EurA AG
Max-Eyth-Straße 2
73479 Ellwangen

Ihr Ansprechpartner:
Dr. Manfred Rahe
Geschäftsbereichsleiter Innovation + Prozessmanagement

T: +49 (0)7961 9256 0
M: +49 (0)152 55144869
F: +49 (0)7961 9256 211
E: manfred.rahe@noSpameura-ag.de 
H: www.eura-ag.de