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3D-Dünnglasherstellung kommt jetzt ohne Ätzen aus

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Polygonscanner erhöht Produktivität des UKP-Lasers

Die Strukturierung der flachen Glasrohlinge erfolgt bei dieser Alternative, wie gesagt, mittels UKP-Laser bei Pulsdauern von unter zehn Pikosekunden. Durch den geringen Wärmeeintrag wird das Material besonders schonend bearbeitet. Auch lassen sich optisch und haptisch wirksame Mikro- und Nanostrukturen auf dem Glas erzeugen, sagen die Forscher. Das Projektteam erprobte nun zwei komplementäre Bearbeitungskonzepte. Bei dem einen wird der Laserstrahl über zwei motorisch bewegte Spiegel gelenkt. Die Spiegelbewegung wird dabei ständig beschleunigt und wieder abgebremst, was die Bearbeitungsgeschwindigkeit aber begrenzt. Im zweiten Verfahren wird der Laserstrahl von einem sehr schnell rotierenden Spiegel, der viele kleine Facetten hat, abgelenkt. Durch die Rotation des Spiegels kann der reflektierte Laserstrahl dann große Flächen in sehr kurzer Zeit bearbeiten. Mit beiden Methoden konnten aber Anti-Glare-, Anti-Reflexions- und Anti-Fingerprint-Strukturen erzeugt werden.

Umformungsmethoden für Dünnglas im Vergleich:

Um die strukturierten Glasrohlinge schließlich zu 3D-Teilen umzuformen, verglichen die Forscher wieder zwei Varianten der Heißformgebung: Die isotherme und die nicht-isotherme Umformung. Bei der isothermen Prozessführung wird das Werkzeug gemeinsam mit dem Glas aufgeheizt. Dieses Verfahren erzielt besonders hohe Formgenauigkeiten, ist allerdings von den Zykluszeiten her recht zeitaufwändig. Die nicht-isotherme Prozessführung, die übrigens am IPT entwickelt wurde, wie man betont, trennt die Schritte Heizen, Umformen und Kühlen voneinander. Der Glasrohling wird erst auf ein vorgewärmtes Formwerkzeug gelegt und kommt dann in den Ofen. Aufgrund seiner geringeren Masse heizt sich das Glas dort aber schneller auf als das Formwerkzeug und wird umgeformt. Danach wird das noch warme Glas aus dem Formwerkzeug entnommen und kann abkühlen. Das Werkzeug steht dann auch direkt für den nächsten Zyklus zur Verfügung. So ließen sich Taktzeiten unter 100 Sekunden pro Bauteil erreichen.

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