Laser-Spezialisten richten Fokus auf LASYS 2014

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Diese Leistungsdichte führt dazu, dass der Werkstoff quasi instantan ionisiert wird und sofort in den Plasmazustand übergeht, betonte Sutter. Das Plasma stehe dabei unter hohem Druck und expandiere sofort von der Werkstückoberfläche weg, wodurch sich der Materialabtragseffekt erkläre. Überschüssige Energie bleibt laut Sutter expandierenden Plasma und diffundiert nicht ins Werkstück. „Man kann von einer kalten Laserbearbeitung sprechen,“ beschrieb Sutter. Wie man im Bild eindrucksvoll sieht, wird ein Streichholzkopf weder beim Gravieren noch beim Bohren entzündet. Außerdem seien die Ultrakurzpulslaser noch präziser als Lasersysteme, die im Nano- oder Mikrosekundenbereich arbeiten. Nicht umsonst hat Trumpf den Deutschen Zukunftspreis 2013 verliehen bekommen.

Trumpf-Laser optimiert Uhren

Anwenundgsgebiete des Ultrakurzpulslasers finden ich beim Schneiden bruchfester Gläser für Smartphones und Tablets oder das Schneiden von Stents für die Gefäßchirurgie in der Medizintechnik, die, wie Sutter sagte, fast nur noch mit solchen Lasersystemen herzustellen sind.

Ein weiteres Einsatzfeld des Pikosekundenlasers führt im Prinzip zu den Wurzeln des Laserschneidens und findet sich in der Uhrenindustrie. Mit der Trumicor-Serie 5000 werden etwa Zahnräder nacharbeitsfrei gefertigt. Außerdem gelingt mit einer solchen Anlage die Herstellung von sogenannten Sekundenstoppfedern, die aus 0,01 mm dickem Stahlblech bestehen und ohne Verzug geschnitten werden können.

Leiterplatten mit dem Laser bohren

Die Leiterplatte der Zukunft ist vor allem dünn, aber dennoch besteht sie wie ein Sandwich aus mehreren Lagen unterschiedlicher Werkstoffe, die dicht mit Leiterbahnen bepackt sind. So können auf engstem Raum komplexeste Schaltungen untergebracht werden. Das mechanische Bohren von Leiterplatten ist deshalb nicht mehr zeitgemäß, wie Grant Christiansen von Schmoll-Maschinen, bei seinem Fachvortrag erklärte. Moderne Leiterplatten sind etwa aus Hochleistungskunststoffen wie Polyimiden (PI) in Schichtdicken von wenigen Hundert Mikrometern. Neue Werkstoffe, wie Bismaleinimid-Triazin - kurz BT - Telfon, Keramik und Glas werden in Kürze auch in Leiterplatten zu finden sein, wie Christiansen ergänzte. Nur mit einem Ultrakurzpulslaser könnten die einzelnen Schichten fein und präzise genug so durchbohrt werden, dass genau dort ein Kontakt hergestellt werden kann, wo er nötig ist und das Bohrloch nicht zu tief oder zu kurz wird und somit die Leiterplattenfunktion nicht mehr gewährleistet werden kann, denn die später mit Kupfer galvanisierten Bohrlöcher stellen die leitenden Verbindungen innerhalb des Schichtverbundes dar, wie es heißt. „Die Leiterplatte der Zukunft besteht etwa aus kupferkaschierten Glassubstraten, um auch optische Signale verarbeiten zu können“, sagte Christiansen.

Die neue Trumpf-Trumicro 5070 Femto Edition sei in diesem Zusammenhang eine geeignete Anlage, die auf der Trumicro Serie 5000 basiere, voll industrietauglich sei und der ein Dreischichtbetrieb nichts ausmache. Die Femto Edition gehört mit ihren 80 W den Maschinen der mittleren Leistungsebene an, arbeitet im Infrarotbereich und erreicht bei vielen unterschiedlichen Werkstoffen, im Wechselspiel der Parameter Pulsenergie und Pulsform vergleichsweise hohe Abtragsraten. Die "kalten" Bearbeitungsmöglichkeiten mit dem Laser, würden mit dieser Anlage noch erweitert.

Highspeed mit Mikro-Schmelzschneiden

Trumpf beschäftigt sich außerdem damit, das Laserschneiden im Hochgeschwinditkeitsbereich zu optimieren. Die Produktivität bei diesem Verfahren sei bisher durch mangelnde Maschinendynamik eingeschränkt: Wenn also kleine Konturen in großer Stückzahl zu fertigen sind, scheitert die Maschine an ihrer Langsamkeit.

Trumpf kombinert nun die Scannertechnik, die vom Schweißen oder Markieren her bekannt ist, mit dem düsengebundenen Laserschneiden, um dem Prozess die nötige Dynamik zu verleihen, wie es heißt. Mit dieser Kombination erreiche man die hohen Geschwindigkeiten der Scannersysteme bei gleichzeitiger Präzision einer NC-Anlage. Die Herausforderung liegt laut Trumpf-Entwicklung vor allem bei der Koordination und Sychronisation von Scanner und Maschine – Trumpf verfüge über das nötige Know-how. Wie es weiter heißt, gelingen mit dieser Kombi-Technik etwa mikrogitterähnliche Strukturen, die höchsten optischen Anforderungen entsprechen. Das Schneiden dünner Folien und Blechen könnte dann auch die Mikrostanztechnik ergänzen oder ablösen, wie es weiter heißt.

MM

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