Lasermaterialabtrag im Nanobereich

Oberflächenstrukturierung dient der Erzeugung verschiedenster Strukturen auf zahlreichen Materialen, wie z.B. Kunststoff und Metall. Diese Strukturen können sowohl aus geometrischen Formen aufgebaut sein, um einen bestimmten optischen Eindruck bzw. ein Muster zu generieren, oder auch aus unregelmäßigen Struktureinheiten, wie z.B. bei einer gebürsteten Holzoberfläche. Ein Laser bearbeitet die vorliegende Oberfläche und ermöglicht einen gezielten Materialabtrag, wodurch z.B. eine Aufrauhung oder Glättung der Oberfläche erfolgen kann. Der Abtrag des Materials erzeugt individuell gewünschte Rauheitswerte, die in weiteren Fertigungsschritten, beispielsweise dem optimierten Haften von Kleber oder Lack, an unterschiedlichen Werkstücken dienen. Dabei ist die Bearbeitung von Einzelstücken, wie auch eine Serienproduktion detailgetreu und hochpräzise möglich.

Die jeweilige Oberflächenstruktur wird mittels Software als 3D-Modell gespeichert. Der Laser kann, je nach Modell, durch kurze, hochenergetische Laserpulse problemlos Mikro- und Nanostrukturen auf diversen Werkstoffoberflächen erzeugen. Garant für einen effektiven Laserstrahl und die daraus folgende hohe Detailgenauigkeit beim Materialabtrag stellen hochpräzise Optiken dar. Angefangen bei ultrapräzisen Linsen zur Fokussierung des Laserstrahls bis hin zu On- oder Off-Axis-Spiegeln zur maximalen Reflexion und Bündelung des entstehenden Laserstrahls.

Der große Vorteil des laserbasierten Materialabtrags im Vergleich zum mechanischen Verfahren liegt in der planbaren Präzision des resultierenden Abtrags. Ein Beispiel stellen Aufreißhilfen an Verpackungen dar: Die hohe Präzision der lasergestützten Aufrissnaht steht dem unkontrollierten Resultat einer mechanisch hergestellten Naht gegenüber. Ein weiteres Einsatzgebiet stellt die Entfernung spezieller Folien zur Optimierung der jeweiligen Werkstückoberfläche dar. Mittels Laser kann auf die unterschiedlichen Absorptionen der Folien eingegangen werden, wodurch benachbarte Schichten vom Materialabtrag verschont bleiben. Der Form der zu bearbeitenden Oberfläche sind, ebenso wie der Größe der Fläche, kaum Grenzen gesetzt. Großflächige, dünne Bleche bis hin zu komplexen Freiformflächen können sowohl punktuell, als auch über die gesamte Bandbreite mittels Laser bearbeitet und mit einer bestimmten Struktur versehen werden.

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