Leistungsskalierung und Vielfalt von UKP-Lasern
Aachener Workshop beleuchtet Chancen und Herausforderungen für die Präzisionsfertigung.
Die jüngste Entwicklung von Ultrakurzpulslasern (UKP-Laser) hat zu einer immer größeren Vielfalt neuer Anwendungsbereiche geführt. Stabile und industriell einsetzbare UKP-Lasersysteme mit Leistungen bis 100 W sind bereits heute auf dem Markt erhältlich. Dies eröffnet neue produktive Fertigungsmöglichkeiten, die mit bisherigen Verfahren nicht umsetzbar sind. Auf dem 3. Ultrakurzpulslaser-Workshop vom 22. – 23. April 2015 in Aachen erfahren Anwender von Vertretern aus Wissenschaft und Forschung, wie sie für ihre lasergestützten Prozesse das neue Werkzeug Ultrakurzpulslaser auch bei hohen mittleren Leistungen materialschonend nutzen können.
Abb.: Mikrostrukturierung von Glas mit UKP-Laser. (Bild: Fh.-ILT)
Ultrakurzpulslaser kommen in der industriellen Fertigung überall dort zum Einsatz, wo Material besonders schonend und präzise bearbeitet werden muss. Dank der äußerst kurzen Pulsdauern von wenigen Piko- oder Femtosekunden erfolgt die Bearbeitung mit UKP-Lasern ohne signifikante Wärmeeinflusszonen und Schmelzbildung. Der Vorteil dieses kalten Abtrags kommt unter anderem beim Bohren von Düsen, beim Schneiden von Dünnglas und beim Strukturieren von Werkzeugen zum Tragen. Insbesondere in der Glasbearbeitung können Spannungen und somit mögliche Schädigungen wie Rissbildungen minimiert werden, was essentiell für die Reproduzierbarkeit des Schneidprozesses ist. Daher besteht im Bereich der Glas- und Saphirbearbeitung wie dem Schneiden von Display- und Uhrengläsern eine besonders hohe Nachfrage nach UKP-Lasern.
Anwendern stehen für die Präzisionsstrukturierung, dem Bohren und dem Schneiden eine Vielfalt an Lasersystemen mit Leistungen bis zu 100 W zur Verfügung, um beispielsweise Prozesse wie das direkte Schneiden und Abtragen oder zweistufige Verfahren wie Modifikation und Ätzen mit dem SLE-Verfahren durchzuführen. Bei einer Erhöhung der Laserleistung zur Erhöhung der Produktivität treten jedoch qualitätsmindernde Effekte wie thermische Kumulation, Plasmabildung und Selbstfokussierung auf, die zu Veränderungen des Werkstoffs und Schmelzbildung führen. Mit einer Anpassung von Pulsdauer, zeitlicher Pulsform, Fokussierung oder auch der Strahllenkung (Scansystem) für den individuellen Prozess lässt sich diesen Effekten gezielt entgegenwirken. Dabei stellt die Auswahl des Lasersystems und der Bearbeitungsstrategie den Anwender stets vor große Herausforderungen, denen er durch ein umfassendes Prozessverständnis begegnen kann.
Referenten aus Wissenschaft und Industrie beleuchten auf dem Ultrakurzpulslaser-Workshop die komplexen Zusammenhänge der UKP-Bearbeitung und erläutern einzelne Laserprozesse, wie beispielsweise das Schneiden von Dünnglas oder das Präzisionsbohren. Dabei berücksichtigen sie sowohl die unterschiedlichen Laserkonzepte und Maschinenkomponenten zur Hochgeschwindigkeitsbearbeitung sowie entsprechende Prozessstrategien als auch die Anforderungen und Erfahrungen von Anwendern. Sie stellen neueste Entwicklungen der UKP-Lasersysteme vor und zeigen Lösungen für verschiedenartige Prozesse auf. So erhalten Anwender wertvolle Impulse bei der Auswahl des richtigen Lasersystems und Hilfestellungen bei der wirtschaftlich sinnvollen Umsetzung leistungsstarker UKP-Laser.
Fh.-ILT / OD
