Flexible Mikroschnitte und Bohrkonturen

Laserfeinschneiden von Silizium

Mit UKP Lasern können beliebige Schnittkonturen und Bohrgeometrien in Metall, Keramik und Glas erzeugt werden. Im Vergleich zum Erodieren und dem mechanischen Bohren erlaubt die flexible Strahlführung kostengünstige Fertigung von Prototypen und Kleinserien.

Laserstrukturieren von Schichtsystemen

Herstellen von elektrischen Leiterbahnen durch Laserstrukturieren

Alle Arten von dünnen Schichten – ITO, Gold, Platin, Aluminium, Chrom, Photolacke, PEDOT und viele andere – können mit hoher Qualität und Präzision in einem einstufigen Prozess strukturiert werden. Dies ermöglicht die Herstellung komplexer Mikrostrukturen auf beschichteten Substraten wie Glas, Keramik und Polymeren zur Herstellung von Sensoren, Druckformen, Biotech-Chips und Displays.

Laserabtragen: Das flexible Fertigungsverfahren zur Werkzeugherstellung

Laserabtragen von Metalloberfläche

Das Laserabtragen mit UKP Lasern ermöglicht die stetige Miniaturisierung von Produkten im Bereich Medizintechnik, Sensorik und Elektronik mit Genauigkeiten im einstelligen Mikrometer-Bereich. Dabei können per Laserabtragen sowohl Metalle, Keramiken, Glas als auch Polymerwerkstoffe bearbeitet werden.

In Bezug auf die Serienfertigung von Mikrobauteilen durch Spritzguss, Stanzen und Prägen können per Laserabtragen Werkzeuge mit Strukturgrößen < 10 μm mit Oberflächenrauigkeiten < 250 nm hergestellt werden. Das Team der photonicfab fertigt Ihre Werkzeuge im Unterauftrag zu günstigen Konditionen.

Präzises Laserschneiden von dünnen Blechen

Laserschneiden Edelstahlblech mit Stärke 0,2 mm

Das Laserschneiden von Masken und Schablonen wird hauptsächlich mit Faserlasern realisiert. Beim Schneiden dünner Bleche mit einer Stärke < 0,2 mm und wenn äußerst filigrane Konturen mit scharfkantigen Ecken gefordert sind, bieten gepulste Laser Vorteile. Durch das schichtweise schmelzfreie Abtragen der Schnittkontur entstehen weder Grat noch Verzug. Zudem lassen sich sehr feine Strukturen mit höchster Genauigkeit +/- 5 µm erzeugen.

Funktionalisieren von Oberflächen

Oberflächenstrukturierung von Keramik

Mit ultra-kurzen Laserpulsen können Oberflächen gezielt für die geplante Anwendung eingestellt werden.
Dabei können selbstorganisierte periodische Oberflächenstrukturen zur Veränderung der optischen und chemischen Eigenschaften erzeugt werden. Mit diesen Strukturen im Bereich von wenigen Mikrometern lassen sich selbstreinigende Oberflächen und höhere Absorptionsgrade für Licht herstellen.
Durch gezielten Laserabtrag lassen sich Näpfchen und Konturen in der Oberfläche generieren mit denen z.B. Kühlschmiermittel auf Werkzeugoberflächen besser gefördert werden und somit die Lebensdauer der Werkzeuge deutlich erhöhen.

Laserabtragen: Nano bis Piko

Laserabtragen von Glaskeramik: Nanosekundenlaserpulse und Pikosekundenlaserpulse

Filigrane Konturen lassen sich in der Oberfläche von harten Metallen oder sprödharten Werkstoffen flexibel mit gepulsten Lasern herstellen. Dabei können beliebigen Formen erstellt werden. Der schichtweise Abtrag beträgt wenige Mikrometer, welches eine hochgenaue Bearbeitung zulässt. Die berührungslose Bearbeitung ist kraftfrei mit minimaler Wärmebeeinflussung. Der thermische Eintrag und die daraus resultierende Oberflächenqualität sind dabei abhängig von der Pulsdauer des eingesetzten Lasers. Im Beitragsbild ist exemplarisch der Vergleich zwischen zwei Oberflächen dargestellt, die mit Laserabtragen generiert wurden. In dem Beispielprozess wurde in der Oberfläche einer Glaskeramik ein Quadrat abgetragen, wobei drei Zylinder ausgespart wurden. Es ist erkennbar, dass die Oberfläche, die mit dem Pikosekundenlaser generiert wurde eine weitaus geringe Rauigkeit aufweist.

Mikrobohren in Metall

Mikrobohren in Edelstahl, Bohrdurchmesser 30 µm

Bohrungen mit Durchmessern kleiner als 100 µm, häufig als Mikrobohrungen deklariert, finden Einzug in verschiedene Anwendungen wie z.B. Einspritzdüsen, Sieben, Entlüftungen, etc. Die Anforderungen hinsichtlich Flexibilität und Qualität an die Mikrobohrung stellen konventionelle Bohrverfahren und das Erodieren vor große Herausforderungen, weshalb das Mikrobohren mit UKP-Lasern immer häufiger eingesetzt wird. Heutige Lasersysteme ermöglichen flexible Bohrraster mit einstellbaren Bohrdurchmesser und Bohrgeometrie. Die gepulste Laserstrahlung führt zu vernachlässigbarem Wärmeeintrag und verhindert Schmelzauswürfe und sonstige Ablagerungen. Die Beispielapplikation im Beitragsbild zeigt ein Raster an Mikrobohrungen mit Durchmessern von 30 µm, die in einem Edelstahlblech mit 0,5 mm Dicke eingebracht wurden.

Laserbohren und Laserschneiden von Kunststoffen

Laserbearbeitung von CFK: Mikrobohrungen

Kunststoffe wie PE, PET und PC sind aus vielen Anwendungen nicht mehr wegzudenken. Im Prototypenbau werden häufig individuell zugeschnittene Kunststofffolien benötigt. Mit gepulsten Lasern können Kunststofffolien mit beliebigen Konturen geschnitten werden. Chemische Veränderungen und Verzug können durch die gepulste Laserbearbeitung nahezu vollständig vermieden werden. Im gleichen Prozessschritt lassen sich zudem Bohrungen einbringen mit frei wählbaren Bohrdurchmessern, die je nach Foliendicke kleiner als 10 µm sein können. Neben klassischen Kunststoffen können auch Verbundwerkstoffe mit Faserverstärkung sowohl gebohrt als auch geschnitten werden. Der geringe Wärmeeintrag ist auch hier von Vorteil, sodass es zu keiner Schädigung des Faserwerkstoffes kommt.

Laserbearbeitung von Glas

Laserbearbeitung von Rohrglas und Flachglas

Glas kann mit Laserstrahlung kraftlos geschnitten und gebohrt werden. Ein besonderes Augenmerk muss auf die eingebrachte Wärme gelegt werden, die zu Spannungen und Rissbildung führen kann. Aus diesem Grund sollten gepulste Laser eingesetzt werden, die nahezu keine Wärme im Glas einbringen. Damit können alle gängigen Glaswerkstoffe, z.B. Kalk-Natron-Glas, Borosilikatglas, Aluminiumsilikatglas und Quarzglas bearbeitet werden. Unsere Lohnfertigung bearbeitet Flachglas, Rohrglas und Dünnglas. Dabei erzeugen wir kundenspezifische Glasdisplays durch Laserschneiden, Lab-on-a-chip Systeme durch Laserabtragen und Laserbohren von Dünnglas und Rohrglasverdampfersysteme durch das Einbringen von Mikrobohrungen in Glasrohren.

Verzugs- und gratfreie Maskenherstellung mit UKP-Lasern

Laserschneiden von Gitterblenden, Schablonen, Masken aus Metall

Das Blechlasern ist eine Laserapplikation mit hoher industrieller Verbreitung. Typischerweise kommen CO2-Laser und cw-Faserlaser zum Einsatz. Im Dünnblechbereich mit Blechstärken unterhalb von 0,2 mm kann der Wärmeeintrag, der aus der kontinuierlichen Laserstrahlung resultiert, zum Verzug der Metallfolien führen. Beim Laserschneiden mit UKP-Lasern können filigrane Konturen mit engen Toleranzen gefertigt werden. Aufgrund des wärmearmen Prozesses kann Verzug vollständig vermieden werden. Unsere Lohnfertigung produziert im Kundenauftrag Masken, Blenden und Schablonen in einem automatisierten UKP-Laserschneidprozess.