Der Trend zur Mikrotechnik ist ungebrochen. Die Messe Laser 2005 bietet neue Lösungen unter anderem für das Mikrobohren und -strukturieren.
In der Mikrotechnik spielen thermische Einflüsse während der Bearbeitung eine besondere Rolle. Daher müssen Laserstrahlquellen für die industrielle Mikrobearbeitung besondere Eigenschaften wie beugungsbegrenzte Strahlqualität, kurze Pulse und hohe Stabilität besitzen. Speziell für diese Anforderungen entwickelte die Trumpf Laser GmbH + Co. KG, Schramberg, neue Festkörperlaser für das Mikroschneiden, -ritzen, -bohren und -strukturieren. Auf der Messe Laser 2005 feiert die TL-Q-Baureihe in Halle B3, Stand 207/211, Premiere. „Diese Laser setzen in puncto Puls-zu-Puls-, Leistungs- und Strahllage-Stabilität neue Maßstäbe“, schwärmt Jürgen Stollhof. Der Diplom-Physiker ist verantwortlich für das Anwendungsgebiet Mikrobearbeitung. Bei den TL-Q-Lasern kann die mittlere Leistung von bis zu 35 W physikalisch bedingt entweder in hohe Pulsenergien oder hohe Repetitionsraten umgesetzt werden. „Die konkrete Anwendung bestimmt, welche Pulseigenschaften verwendet werden“, sagt Stollhof. „Wir bieten daher Laser mit zwei verschiedenen laseraktiven Medien an.“
Kurze Pulse eignen sich unter anderem zum Bohren und Strukturieren von Stahl und Hartmetallen. So sind in 1 mm dickem Stahl Bohrungen zwischen 50 und 200 µm Durchmesser mit einer Toleranz von 1 µm möglich. Auch zur Verbesserung tribologischer Eigenschaften von Gleitflächen lassen sich Mikrostrukturen erzeugen. Die tribologischen Verhältnisse in der Kontaktzone bestimmen maßgeblich die Werkstückqualität und Werkzeugstandzeit in der Umformtechnik sowie bei Feinschneid- und Stanzwerkzeugen. Im Motorenbau beeinflussen sie den Öl- und Kraftstoffverbrauch.
Um kreisrunde Präzisionsbohrungen im Mikrometer-Bereich zu erzeugen, wie sie etwa bei Einspritzdüsen der Automobilindustrie oder Mikrodosiersystemen der Medizintechnik benötigt werden, entwickelte das Fraunhofer ILT, Aachen, eine kompakte Wendelbohroptik, die leicht in Laseranlagen integriert werden kann (Halle B3, Stand 145). Um Abweichungen des Strahlungsquerschnitts von einer idealen Kreisform zu kompensieren, wird die Laserstrahlung in Rotation versetzt und in eine Kreisbahn gegenüber dem Teil gebracht. Der Materialabtrag erfolgt durch mehrmalige Überläufe über das Bauteil. Bei Rotationsfrequenzen von bis zu 50 000 min-1 und gleichzeitiger Drehung von Strahlform und Polarisation können beispielsweise in Werkzeug- und Edelstähle im Dickenbereich von einigen Millimetern Bohrungsdurchmesser von 30 bis 300 µm erzielt werden. Durch Verkippen des Laserstrahls lassen sich auch konische Bohrungen realisieren. Mögliche Anwendungen finden sich, wo mit konventionellen, etwa spanenden Verfahren, Bohrungen dieser Geometrie und Präzision bislang nicht oder nur schwer möglich sind. re
Verkippen des Laserstrahls ermöglicht auch konische Bohrungen
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