Oberflächenbearbeitung mit Laser

Für die Veränderung der Oberflächentopologie oder der Oberflächeneigenschaften ermöglicht der Laser viele Anwendungen, wie das Laserabtragen, das Laserstrukturieren, das Laserreinigen oder das Laserbeschriften. Die entscheidenden Vorteile gegenüber konventioneller Verfahren sind die berührungs- und kraftlose Einwirkung durch die Laserstrahlung sowie der präzise Energieeintrag. Aufgrund unserer Vielzahl an unterschiedlichen Laserquellen sind wir bei BBW Lasertechnik in der Lage, individuell auf Ihre Kundenanfrage zur Oberflächenbearbeitung einzugehen.

Einordnung der Oberflächenbearbeitung mit Laser

Die verschiedenen Möglichkeiten der Oberflächenbearbeitung mit dem Laser lassen sich nicht gemeinsam als Fertigungsverfahren nach DIN 8580 einordnen. Während beim Laserabtragen und -strukturieren tatsächlich Material aus den Werkstücken herausgetrennt wird, wird das Grundmaterial beim Laserreinigen nicht bearbeitet, sondern lediglich unerwünschtes und fremdes Material entfernt. Beim Laserbeschriften wiederrum wird je nach Art der Laserbeschriftung Material entweder herausgetrennt oder auch nicht (z. B. bei der Anlassbeschriftung).

Bei der Oberflächenbearbeitung sollen möglichst keine oder nur geringe Materialanteile in den schmelzflüssigen, sondern direkt in einen gasförmigen Zustand überführt werden. Dies gelingt mit der Faustregel „Geringere Einwirkzeit + Höhere Strahlungsintensität“. Hierzu werden gepulste Lasersysteme mit Laserpulsen im Nanosekunden-Bereich, oder noch kürzer, eingesetzt.

Auch mit Systemen, die Laserpulse im Nanosekunden-Bereich oder noch kürzer emittieren, sind Pulswiederholraten im MHz-Bereich möglich. Qualitativ ideal ist der kürzest-mögliche Puls im Femtosekunden-Bereich, bei dem es zur vollständigen Sublimation bzw. Verdampfung der Einwirkzone sowie zu keiner Wärmeleitung kommt. Bei Pulsen im Nanosekundenbereich sind zwar Schmelzanteile und Wärmeleitungseffekte vorhanden, jedoch ist die Flächenbearbeitungsrate mit diesen Systemen deutlich höher.

Oberflächenbearbeitung mit Laser: Unsere Leistungen

Systemtechnologie

Geeignete Materialien für die Oberflächenbearbeitung

Materialien, die mit dem Laser oberflächenbearbeitet werden, müssen Energie der entsprechenden Laserwellenlänge absorbieren können. Dies ist für die meisten nicht-transparenten Materialien wie Metalle – z.B. Aluminium, Kupfer und Edelstahl –, bestimmte Kunststoffe, aber auch Holz der Fall. Wird für ein Bearbeitungsverfahren ein ultrakurz gepulstes Lasersystem eingesetzt, entfällt durch das Auftreten nichtlinearer Effekte die Materialabhängigkeit vollständig – selbst transparente Materialien wie Glas oder auch Keramik lassen sich hiermit bearbeiten.

In unserem Materiallager befinden sich standardmäßig mehrere hundert verschiedene Materialien, was kürzeste Lieferzeiten garantiert. Für Sondermaterialien arbeiten wir mit leistungsfähigen Lieferanten zusammen und auch die Beistellung von Materialien als Rohmaterial oder als vorbearbeitetes Produkt ist in unseren Prozessen standardmäßig implementiert.

Geeignete Materialien für die Oberflächenbearbeitung

Glas, Keramik, Silizium

Applikationen und Produkte für Oberflächenbearbeitung mit Laser

Produkte

Mikroreaktorbauteile

Applikationen
Unsere Fähigkeiten in der Oberflächenbearbeitung mit Lasern ermöglichen eine Vielzahl an Applikationen.
Im Folgenden ein paar Beispiele:

Definierte Oberflächenstrukturen zur Erhöhung der Verbindungsfestigkeit in Verbindung mit Verfahren wie Kleben
Strukturierung der Oberfläche zur Optimierung tribologischer Eigenschaften
Aufrauen zur Erhöhung der Bauteiloberfläche, z. B. zur Leistungssteigerung für Batterie- und Brennstoffzellen-Komponenten
Materialabtrag von Hartstoffen, z. B. von Werkzeugen
Selektives Entschichten von Bauteilen zur Fügestellenvorbereitung beim Schweißen und Kleben

Weitere Anwendungsbeispiele

Laserabtragen von Sputterschichten
Laserbeschriften durch Black Marking
Laserbeschriften zur allgemeinen Bauteilkennzeichnung