Leistungsskalierung und Vielfalt von UKP-Lasern

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.

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