Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWSDie Lasermikrobearbeitung mit ihren umfangreichen Möglichkeiten zur hochpräzisen Bauteilfertigung findet in vielen Gebieten Anwendung. Der Einsatz von Ultrakurzpulslasersystemen ermöglicht eine hochgenaue Bearbeitung beliebiger, auch transparenter Materialien und dünner Schichten ohne unerwünschte thermischer Beeinflussung des Grundmaterials. Applikationen erstrecken sich dabei vom Bohren kleinster Düsenbohrungen, über das Schneiden beliebiger Materialien mit hoher Genauigkeit oder das Mikrostrukturieren zur Anpassung von Oberflächeneigenschaften und zur Interface-Optimierung in Materialverbünden. Auch das Mikrofügen unterschiedlicher Materialkombinationen durch Feinschweißen ist mit dem Laser möglich. Die Analytik mittels Hochgeschwindigkeitskameratechnik eröffnet vertiefende Einblicke in schnell ablaufende Prozesse und ergänzt unsere Möglichkeiten bei der Prozessentwicklung.
Verfahren
Hochpräzises Schneiden von Quarzglaswafern.
Maßgeschneiderte, lasergenerierte Reservoirs für die Lebensdauerschmierung von Hochleistungs-Keramiklagern.
Laser-Mikroschneiden
- Kunststofffolien (z. B. PDMS, PS, PLA) für die Herstellung von Mikrofluidiken für Lab-on-a-Chip-Systeme
- Abformmaster aus Teflon für Imprinttechnologie und Mikrofluidikanwendungen
- Temperatursensible Lotfolien und reaktive Multischichten für Fügeanwendungen
- Materialverbünde, z. B. emaillierte metallische Bauteile für die Uhrenindustrie, Elektrodenmaterial aus der Batterietechnik oder Faserverbundwerkstoffe für Leichtbauanwendungen
- Halbleitermaterialien sowie Wide-Bandgap-Halbleiter für die Elektronikfertigung
Laser-Mikrobohren
- Düsenkonfigurationen
- Blenden für optische und analytische Anwendungen
- Elektrische Durchkontaktierungen in Keramik- und Halbleitersubstraten
- Bohren und Perforieren von Kunststofffolien für mikrofluidische Anwendungen
Laser-Strukturieren
- Maßgeschneiderte Oberflächenstrukturen erhöhen die Verbindungsfestigkeit, z. B. für hybride Materialkombinationen basierend auf faserverstärktem Kunststoff in Kombination mit Verfahren wie dem Thermischen Spritzen, Kunstoffspritzgießen, Laserdirektfügen oder Kleben. Mehr Informationen unter: Technologien für modernen Leichtbau
- Oberflächenstrukturieren z. B. zur Optimierung tribologischer Eigenschaften wie Reibung und mikrotexturierte Oberflächen zur Performancesteigerung für Batterie- und Brennstoffzellen-Komponenten
- Formgebung durch Materialabtrag zur Herstellung von Abform- und Zerspanungswerkzeugen aus Hartstoffen wie Keramiken oder Hartmetallen
Untersuchungen zum Reinigen brandgeschädigter, historischer Emaille-Ziffernblätter.
Dekorativer, selektiver Abtrag von Kohlenstoffschicht mit kleinsten Details von ca. 20 µm (Lange Uhren GmbH).
Laser-Entschichten und Reinigen
- Trennen von Dünnschichtsystemen beim »Scribe-Prozess« für die Dünnschichtelektronik und Dünnschichtphotovoltaik
- Lokales, selektives Entschichten von Bauteilen zur Fügestellenvorbereitung beim Schweißen und Kleben oder bei Fehlbeschichtungen
- Lasermikromarkieren von Komponenten
- Laserreinigen für technische und restauratorische Anwendungen
- Technisches Laserreinigen: Mehr Informationen unter: Fraunhofer-Netzwerk Reinigung
- Restauratorisches Laserreinigen von Kunst- und Kulturgut
- Laserbasierte Reinigung von Kunst- und Kulturobjekten aus Holz, Metall, Stein, Polymeren, Textilien, Materialverbünden usw.
- Selektives Abtragen von Patina, umwelt- und gebrauchsbedingten Verschmutzungen
- Erweiterte Kompetenzen zum Kulturguterhalt durch die Mitarbeit in der
FALKE – Forschungsallianz Kulturerbe
- Dekorative Gestaltung durch Abtragen transparenter, blauer Kohlenstoffschichten auf Bauteilen hochwertiger mechanischer Uhren
Laser-Funktionalisieren und -Modifizieren
- Erzeugung von funktionellen Gruppen durch Laserbestrahlung unter Reaktivgasatmosphäre
- Anregen der Polymerisation von Monomeren
Hochgeschwindigkeitskameratechnik
- Prozessanalyse an hochdynamischen Prozessen wie dem Remote-Laserstrahlschneiden, Rapid Prototyping und Laserstrahlschweißen