Scharfe Schnitte mit dem kalten Ultrakurzpuls-Laser

Anbieter zum Thema

Aerotech GmbH

KUMAVISION AG

MISSION ADDITIVE

swisstec micromachining ag

Viele neue Materialien sind nur kalt zu bearbeiten

Um die heute im Einsatz befindliche Vielfalt an Materialien möglichst gut abzudecken, ist der Einsatz von Ultrakurzpuls-Lasern (UKP) notwendig. Die Schnitteigenschaften und die geforderte Qualität lassen sich in der Regel nur mit der so genannten „kalten Bearbeitung“ mittels Pico- oder Femtosekunden-Laser erzeugen. Hierbei wird das Material an der Stelle der Bearbeitung direkt verdampft, ohne Schmelze zu erzeugen. Der Laser hinterlässt in der Bearbeitungszone grat- und schlackefreie Kanten und Flächen (Bild 2).

Umfangreiches Know-how durch eine Vielzahl von Maschinen und Applikationen liegt vor allem in der Integration und Anwendung von typischen UKP-Lasern im Infrarotbereich vor. Diese eignen sich hervorragend für die Bearbeitung von Metallen, sind jedoch weniger geeignet für die Bearbeitung vieler temperaturempfindlicher Materialien wie Polymere. Anwendungstests mit frequenzverdoppelten UKP-Lasern zeigen dort hervorragende Ergebnisse.

Anwendungstests mit grünem Femtosekunden-Laser

Laserstrahlung im grünen Wellenlängenbereich ermöglicht erst die Bearbeitung zahlreicher – auch temperaturempfindlicher – Werkstoffe. Sehr viele Polymere, wie sie in der Medizintechnik immer häufiger eingesetzt werden, weisen in diesem Wellenlängenspektrum besonders gute Absorptionseigenschaften auf. Dies macht die Bearbeitung solcher Produkte mit grünen UKP-Lasern besonders interessant und erzeugt qualitativ hochwertige Bearbeitungsergebnisse. Polymer-Stents lassen sich kaum anders produzieren. Die sehr feinen und komplexen Strukturen mit Spaltbreiten von 5 μm und Stegbreiten von 20 μm können, abhängig vom Material und eingesetzten Lasern und Optiken, nur so hergestellt werden.

Das für die UKP-Laserbearbeitung übliche puls- und schichtweise Abtragen kann nicht mit der Bearbeitungsgeschwindigkeit eines Faser-Lasers mithalten. Dennoch wird durch hohe Repititionsraten und gute Prozessoptimierung eine für die Industrie wirtschaftliche Schnittgeschwindigkeit erreicht. Vor allem im Hinblick auf die anders nicht erreichbare Produktqualität und den Wegfall von Nachbearbeitungsschritten könnte diese Technologie schnell effizienter als herkömmliche Verfahren werden.

Modular erweiterbare Mikrobearbeitungssysteme

Ein modularer Aufbau ermöglicht die individuelle Erweiterung der Mikrobearbeitungssysteme nach den Anforderungen der Anwender. Dies ist nicht auf die mechanischen Bearbeitungsschritte, die Laserstrahlquellen und die Linearachsen beschränkt. Rohrladesysteme und die Entnahme von Fertigteilen automatisieren die Produktionsprozesse und ermöglichen den Dreischichtbetrieb an sieben Tagen die Woche. Die Erweiterung des Nassschneidens verbessert zusätzlich die Qualität und die Geschwindigkeit durch Kühlen des Rohres und schützt das gegenüberliegende Material.

Dank des modularen Aufbaus ist es der Firma Swisstec gelungen, eines der weltweit kompaktesten Laser-Mikrobearbeitungssysteme mit einer Fülle an Funktionen zu entwickeln. Der robuste Maschinenrahmen aus Granit beinhaltet sämtliche Komponenten und benötigt lediglich eine Standfläche von 0,8 x 0,8 m² (Bild 3). Die All-In-One-Laser-Mikrobearbeitungssysteme vereinen Dynamik und Präzision mit Flexibilität und Kompaktheit und tragen entscheidend zur Qualitätsverbesserung von medizinischen Werkzeugen und Implantaten bei.

(ID:42704625)