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Leistungsskalierung und Vielfalt von UKP-Lasern

18.03.2015

Chancen und Herausforderungen für die Präzisionsfertigung

Die jüngste Entwicklung von Ultrakurzpulslasern 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.


Mikrostrukturierung von Glas mit UKP-Laser.

Fraunhofer ILT, Aachen

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 (UKP-Laser) werden in der industriellen Fertigung überall dort eingesetzt, 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 des sogenannten »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.

Der richtige Laser – wer die Wahl hat, hat die Qual

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.

Ein ganzheitlicher Ansatz schafft Klarheit

Referenten aus Wissenschaft und Industrie beleuchten auf dem 3. Ultrakurzpulslaser-Workshop in Aachen 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.

3. Ultrakurzpulslaser-Workshop in Aachen

Zum dritten Mal organisiert das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT am 22. und 23. April 2015 den zweijährlich stattfindenden Ultrakurzpulslaser-Workshop in Aachen.

Über 20 Referenten aus 8 verschiedenen Ländern bieten neben den Grundlagen der UKP-Technologie eine Übersicht der aktuellen Strahlquellenentwicklungen und neuen Systemtechniken zum Beispiel Multistrahloptiken und neue Scannerkonzepte. Im Bereich Prozesstechnik diskutieren Referenten die neuesten Anwendungen und Verfahrensansätze, durch die sich heutige Grenzen hinsichtlich Materialspektrum, Bearbeitungsgeschwindigkeit und -qualität erweitern lassen.

Erwartet werden rund 160 Teilnehmer, wobei der gesteigerte Anteil von Besuchern aus dem Ausland die internationale Relevanz des Themas spiegelt. Konferenzsprache ist daher auch Englisch mit Simultanübersetzungen ins Deutsche. Anmeldungen sind unter www.ultrafast-laser.com möglich.

Ansprechpartner

Dipl.-Ing. Nelli Hambach
Mikro- und Nanostrukturierung
Telefon +49 241 8906-358
nelli.hambach@ilt.fraunhofer.de

Dr. Arnold Gillner
Leiter des Kompetenzfeldes Abtragen und Fügen
Telefon +49 241 8906-148
arnold.gillner@ilt.fraunhofer.de

Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT
Steinbachstraße 15
52074 Aachen

Weitere Informationen:

http://www.ilt.fraunhofer.de

Petra Nolis | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

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