Laserpolieren Gepulster Laserstrahl poliert Implantatoberflächen

Ein großer Anwendungsbereich des Laserpolierens ist die Politur von medizinischen Implantaten, die häufig aus Titan sind. Im Vergleich zum manuellen Polieren treten bei der Laserbearbeitung keine Oberflächendefekte wie feine Riefen oder Kratzer auf. Außerdem reduziert sich der Zeitaufwand.

Anbieter zum Thema

AGTOS Gesellschaft für technische Oberflächensysteme mbH GmbH

trivid GmbH

Mikron Switzerland AG, Division Tool

Fraunhofer-Institut für Lasertechnik

Die Oberfläche eines Bauteils oder Produkts bestimmt in hohem Maße dessen Eigenschaften und Funktion. Dabei stehen Haptik, Optik, Verschleißbeständigkeit, Gleiteigenschaften und Biokompatibilität im Vordergrund. Entscheidenden Einfluss auf die Funktionseigenschaften einer Oberfläche hat die Rauheit.

Manuelles Polieren kostet viel Zeit

In der produzierenden Industrie werden deshalb häufig aufwendige, mehrstufige Schleif- und Polierverfahren mit wechselnden Werkzeugen und zwischengeschalteten Reinigungsschritten verwendet. Weil es für das Polieren von komplexen Oberflächen keine automatisierte Fertigung gibt, geschieht dies zum großen Teil von Hand. Die Bearbeitungszeit beträgt häufig 10 bis 30 min/cm².

Einen neuartigen, alternativen Ansatz stellt das Polieren mit Laserstrahlung dar. Das Prinzip dieses Verfahrens basiert auf dem Aufschmelzen einer dünnen Oberflächenrandschicht. Die Schmelze wird an der Grenzfläche zur umgebenden Atmosphäre durch die Oberflächenspannung geglättet und erstarrt unmittelbar danach (Bild 1 – siehe Bildergalerie).

Laserpolieren ist schneller und automatisierbar

Die Vorteile dieses Verfahrens sind vor allem die Automatisierbarkeit und die deutlich reduzierten Bearbeitungszeiten. Beides führt zu geringeren Kosten für diesen Verfahrensschritt.

Weil die Oberfläche umgeschmolzen wird und kein Abtrag stattfindet, ergibt sich bei der Bearbeitung eine hohe Geometrietreue. Es treten weder Staubemissionen auf noch werden gesundheits- und umweltschädliche Polier- und Schleifmittelreste freigesetzt.

Zusätzlich kann mit dem Laser, der ein verschleißfrei arbeitendes Werkzeug ist, eine homogene Oberflächenqualität sowohl auf Freiformflächen als auch an Ecken und Kanten erreicht werden. Ein selektives Polieren ausgewählter Bereiche einer Oberfläche ist ebenfalls möglich.

Funktionsbewertung einer Oberfläche durch eine optische Vermessung

Um die Funktionseigenschaften einer Oberfläche bewerten zu können, reicht ein Rauheitswert „nach Norm“, zum Beispiel Ra oder Rz, häufig nicht aus. Die Oberfläche muss differenzierter betrachtet werden.

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