Abtragen

 

Verfahren

Links: UKP-Laserabtrag an per SLM hergestelltem Quader aus IN718. Die Oberflächenrauheit wurde von 20 µm auf 4 µm verkleinert. Rechts: UKP-Laserabtrag einer Schaufelgeometrie an IN 718. Die Bearbeitungszeit beträgt 4,5 Stunden. Urheberrecht: Fraunhofer ILT Links: UKP-Laserabtrag an per SLM hergestelltem Quader aus IN718. Die Oberflächenrauheit wurde von 20 µm auf 4 µm verkleinert. Rechts: UKP-Laserabtrag einer Schaufelgeometrie an IN 718. Die Bearbeitungszeit beträgt 4,5 Stunden.

Beim Laserabtragen als Bearbeitungsverfahren wird mittels Laserstrahlung stark lokalisiert Energie in ein Werkstück eingebracht, wodurch Abtrag in Form von Schmelzaustrieb oder Verdampfung induziert wird. Durch mäanderförmige Aneinanderreihung von abgetragenen Gräben können beliebige 2,5 dimensionale Strukturen durch schichtweisen Abtrag erzeugt werden. Die Vorteile des Laserabtragens gegenüber konventionellen Bearbeitungsverfahren sind die hohe Präzision, die kontaktlose Bearbeitung, das verschleißfreie Werkzeug und die Möglichkeit fast beliebige Materialien zu bearbeiten.

Ultrakurz gepulste Laserstrahlung mit Pulsdauern unterhalb von 10 ps ermöglicht hierbei die höchste Präzision bei vernachlässigbarer Wärmebeeinflussung. Anders als bei länger gepulsten Strahlquellen können Schmelzablagerungen fast vollständig verhindert werden, wodurch oftmals auf einen Nachbearbeitungsschritt verzichtet werden kann.

Durch die großen Intensitäten als Folge der extrem kurzen Pulsdauern können unter Ausnutzung nicht-linearer Absorptionsmechanismen auch hochtransparente Materialien schädigungsarm bearbeitet werden.

 

Themenschwerpunkte

Mit ultrakurz gepulster Laserstrahlung abgetragenes Ti-6Al-4V Urheberrecht: Lehrstuhl für Lasertechnik LLT Mit ultrakurz gepulster Laserstrahlung abgetragenes Ti-6Al-4V

Die folgenden Links stellen einige Themenschwerpunkte der Gruppe Ultrakurzpulsbearbeitung am LLT im Bereich des Abtragens detailliert vor:

Bearbeitung von CFK

Oberflächenfunktionalisierung

High-Power Systemtechnik

 

Anwendungen

Austritte von Formbohrungen zur Diffusionskühlung. Urheberrecht: Lehrstuhl für Lasertechnik LLT Austritte von Formbohrungen zur Diffusionskühlung.
  • Herstellung von Formwerkzeugen
  • Schädigungsarme Bearbeitung von Faserverbundwerkstoffen (CFK/GFK)
  • Erzeugung von funktionalen Oberflächen
  • Selektiver Abtrag von dünnen Schichten
  • Erzeugung von Bohraustritten zur Diffusionskühlung im Turbomaschinenbau
  • Nachbearbeitung von generativ gefertigten Bauteilen
  • Trennen von transparenten Materialien wie Saphir oder Glas
 

Links

Innovationscluster Adam

Lasermaterialbearbeitung am Fraunhofer ILT

 

Jahresberichte Fraunhofer ILT

Laserablation von Passivierungsschichten auf kristallinen Solarzellen

Mikrostrukturierung von metallischem Glas

Modellierung und Simulation des Abtragens von Glas

Abtragsschneiden von Silziumwafern mit ultrakurz gepulster Laserstrahlung

Schneiden von Kohlefaserverstärkten Kunststoffen (CFK)

 

Themenbroschüren Fraunhofer ILT

Applikationszentrum Laserstrukturierung für den Werkzeug- und Formenbau

Laser in der Photovoltaik

Mikro- und Nanostrukturierung mit Laserstrahlung