UKP-Bearbeitung

"Kalter Abtrag" mit UKP-Bearbeitung

Bei der UKP-Laserbearbeitung ist aufgrund der geringen Pulsdauer die Energiedichte so hoch, dass es zu einer lokal begrenzten Sublimation kommt. Angrenzende Materialbereiche werden kaum (ps-Puls) bis gar nicht (fs-Puls) thermisch beeinflusst, wodurch aufgrund der damit vermiedenen Schmelzebildung eine sehr hohe Oberflächenqualität erzielt werden kann. Die Bearbeitung mit UKP-Lasern ist daher auch als „kalter Abtrag“ bekannt.

Der Einsatzbereich erstreckt sich vom Mikrostrukturieren, dem Feinschneiden, der Erzeugung von Mikrobohrungen bis hin zum Funktionalisieren von Oberflächen. Ein weiterer Vorteil von UKP-Laserstrahlung ist das Auftreten nichtlinearer Effekte, wodurch praktisch jedes Material bearbeitet werden kann.

Feinschneiden / Bohren

Durch die lokale Sublimation des Werkstoffes wird der schmelzeförmige Zustand übersprungen und das Material direkt in die Gasphase beziehungsweise in ein Plasma überführt. Dadurch wird verhindert, dass sich Schmelzerückstände an der Schneid- oder Bohrkante ablagern und die erzeugte Geometrie negativ beeinflussen. Im Vergleich zur Bearbeitung mit konventionell gepulster Laserstrahlung sind bei der UKP-Bearbeitung weiterhin eine präzisere Schneid- und Bohrlochgeometrie möglich.

3D-Mikrostrukturierung

Über eine hochdynamische Scanneroptik wird die zu bearbeitende Fläche schichtweise bis zur Endkontur abgetragen. Insbesondere mit Laserpulsen im Femtosekunden-Bereich können aufgrund der vernachlässigbaren thermischen Beeinflussung reproduzierbare Genauigkeiten im µm-Bereich realisiert werden.

Black Marking

Mit der richtigen Parameterwahl können auf einer Materialoberfläche äußerst kontrastreiche und dunkle Beschriftungen realisiert werden, ohne dabei Material abzutragen. Hierbei werden durch ultrakurze Laserpulse Strukturen im Nanometerbereich erzeugt, die für einfallendes Licht wie eine Lichtfalle wirken. Das Ergebnis ist eine tiefschwarze und korrosionsbeständige Beschriftung, selbst auf Materialien wie z.B. Aluminium.

Gezielter lokaler Abtrag von Beschichtungen

Die Abtragsrate (= Abtragsvolumen pro Laserpuls) durch UKP-Laserstrahlung ist von dem abzutragenden Material und den Laserparametern abhängig. Bei vielen Kombinationen, wie zum Beispiel Lackschichten auf einem Metall, ist ein hochselektiver Abtragsprozess möglich, da Lackschichten mit einem Volumen-Aspektverhältnis von 20:1 oder mehr, gegenüber der Metall-Grundfläche, abgetragen werden können.

Leistungsübersicht Lasermaterialbearbeitung