Laser-Mikrobearbeitung für alle Materialien

Der Laser ist ein hochinteressantes Werkzeug für die Erzeugung von Mikrostrukturen in fast allen denkbaren Materialien. Die Skala der Einsatzmög-lichkeiten reicht von der Herstellung von Mustern und Prototypen über das Strukturieren von Werkzeugen bis hin zur direkten Serienfertigung. Der folgende Beitrag beinhaltet die wichtigsten Erkenntnisse, die der renommierte Experte Dr. Nadeem Rizvi auf einem Seminar der Schweizerischen Stiftung für Forschung im Bereich der Mikrotechnologien (FSRM) vorstellte.

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«Der Laser ist ein äusserst vielseitiges Werkzeug zur Mikrobearbeitung, d.h. von Teilen im Abmessungsbereich von µm bis mm mit Strukturen im Bereich von nm bis µm», erläutert Dr. Nadeem Rizvi, General Manager der Laser Micromachining Ltd. (LML) in St. Asaph (GB). Das Unternehmen hat sich auf Prozessengineering, Produktentwick-lung und Consulting im Bereich Laser- Mikrobearbeitung spezialisiert.

Vielseitige Bearbeitungstechnologie

«Das Werkzeug Laserstrahl lässt sich präzise ausrichten und hervorragend kontrollieren. Es eignet sich für die Bearbeitung nahezu aller Materialien oder Materialkombinationen», sagt Dr. Rizvi. Die Abtragung des Materials erfolgt durch Ablation als Folge der Absorption von Photonen. Je nach Materialeigenschaften und Wellenlänge des Lasers erfolgt der Abtrag entweder thermisch - Aufschmelzen und Verdampfen bzw. eruptiver Auswurf von Material - oder durch chemische Zersetzung. Letzteres trifft auf Kunststoffe zu, deren molekulare Bindungen durch Photonen mit ausreichend hoher Energie geknackt werden können. Die zerstörten Moleküle verdampfen anschliessend. Der Laserstrahl ist sowohl bezüglich seiner Abmessungen als auch der eingebrachten Energie sehr genau beherrschbar. Das ultrafeine Werkzeug lässt sich zudem prä-zise führen. Darüber hinaus eröffnet die Selektivität seiner Wechselwirkung mit unterschiedlichen Werkstoffen dem Anwender zusätzliche Freiheitsgrade beispielsweise bei der Bearbeitung von Verbundwerkstoffen. Je nach Aufgabe kann der Laser für eine breite Palette unterschiedlicher Arbeiten wie Bohren, Schneiden, Formgebung durch Materialabtrag, Entschichtung oder auch Reinigung eingesetzt werden.