Ultrakurzpulslaser für die Mikrobearbeitung

Laserspot werde Werkzeug

Bei der Bearbeitung mit Ultrakurzpulslasern wirkt die Energie eines Pulses nur für einige Pikosekunden oder weniger auf das Werkstück ein. Dadurch verdampft das Material an gewünschter Stelle sofort, ohne dass es zu Schmelzbildung oder thermischen Veränderungen im Umfeld kommt. Zudem erlaubt die hohe Intensität jedes einzelnen Pulses, dass eine Bearbeitung ohne Materialbeschränkung möglich ist und selbst härteste Materialien wie Diamant ohne Verschleiß bearbeitet werden können. Ultrakurzpulslaser werden daher zunehmend in der alltäglichen Produktion eingesetzt. Durch ihre Fokussierbarkeit auf eine extrem kleine Werkzeuggröße sowie das berührungslose und athermische Arbeiten sind sie für die Mikrobearbeitung sehr gut geeignet.

Ultrakurzpulsverfahren

Um jedoch beim Mikrobohren, -schneiden und -drehen mit konventionellen Fertigungsmethoden wie EDM, Fräsen, Stanzen, Honen oder Schleifen konkurrieren zu können, muss der Laserstrahl zu einem definierten Werkzeug geformt und in entsprechendem Tempo über das Werkstück bewegt werden. Der Laseranlagenspezialist GFH hat diese Problematik mit der Entwicklung einer speziellen Trepanieroptik gelöst. Herzstück der Bohroptik GL.trepan ist ein rotierendes Zylinderlinsenteleskop, welches in einer feingewuchteten Präzisionsspindel gefasst ist und den Laserstrahl auf eine perfekte Kreisbahn von bis zu 30.000 rpm bringt. Neben der Rotationsgeschwindigkeit werden der Kreisdurchmesser und der Anstellwinkel mit der entsprechenden Software eingestellt. Zusätzlich zur Rotationsbewegung auf dem Werkstück wird das Strahlprofil in sich gedreht, was zu einer höheren Robustheit im Prozess führt und selbst bei unrundem Laserspot die Anfertigung einer runden Bohrung zulässt.

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Während bei konventionellen Verfahren die Werkzeuge entweder nur in festen Abstufungen erhältlich sind oder Spezialwerkzeuge angefertigt werden müssen, kann die Werkzeuggröße mit GL.trepan auf den Mikrometer genau eingestellt werden. Neben dem Mikrobohren kann GL.trepan auch zum Schneiden und Drehen eingesetzt werden. Zum Einsatz kommt die Trepanieroptik in Verbindung mit den etablierten Mikrobearbeitungsanlagen GL.evo und GL.compact, die laut Anbieter eine hohe Präzision bei der Positionierung der Bauteile sowie eine flexible Maschinenbedienung gewährleisten. GFH stellt das Laserverfahren sowie die dafür maßgeschneiderte Anlagentechnik auf der Laser World of Photonics 2017 in Halle A2, Stand 552, vor. kf

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