Laserstrahlen lassen moderne Uhren noch präziser ticken

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Außer für die oben genannten, laserbasierten Prozesse bei der Herstellung mechanischer Uhren ist der Laser bei der Produktion von Quarzuhren oder den neueren Computeruhren (den sogenannten Smartwatches) ein ebenso unverzichtbares Werkzeug. Denn viele der hier aufgezählten Bauteile werden sowohl in mechanischen als auch in Quarzuhren verwendet. Das sind etwa Zeiger, Ziffernblätter und Appliken, Armbänder, Gehäuse sowie Lünetten und schließlich das Uhrenglas. Bei Smartwatches kann man auch noch die Fertigung der Computerchips dazuzählen, die ebenfalls die Lasertechnik nutzt.

Zusätzlich bietet die Lasertechnik ein breites Spektrum an Markierverfahren, die von der Nummerierung von Bauteilen bis zur Markierung von Designelementen auf nahezu allen Materialien angewendet werden können.

Gut zu fokussierendes Werkzeug minimiert Wärmebelastung

Wie anfangs erwähnt, war die erste laserbasierte Applikation in der Uhrenindustrie das Schweißen der Unruh, die den Takt eines mechanischen Uhrwerks vorgibt. Noch heute ist dies eine verbreitete Anwendung und das Laserstrahlschweißen der industrielle Standard. Die gute Fokussierbarkeit von Laserstrahlen ist hier der Schlüssel zum Erfolg der Applikation, weil sich dadurch auch eine geringe Wärmeeinflusszone aufbaut. Der Teileverzug kann so minimiert werden.

Die Positionierung der zu fügenden Bauteilkomponenten ist bei diesem Prozess im Hinblick auf geringe Prozesszeiten eine Herausforderung und auch hier besitzt die Laserstrahlung durch ihre besonderen Eigenschaften Vorteile: Der masselose Strahl ermöglicht ein berührungsloses Verfahren, sodass keinerlei mechanische Beeinträchtigung der Positionierung der Fügepartner entsteht. Für den Einsatz zum Laserstrahl-Mikroschweißen eignen sich gepulste Laser mit hoher Strahlqualität besonders gut.

Laser pulsen so kurz, dass Material geschont wird

Dazu gehört zum Beispiel auch der Trupulse 21, der mit einer Wellenlänge von 1064 nm und einer einstellbaren Pulsdauer im Millisekundenbereich sowie einer sehr hohen Strahlqualität von 4 mm × mrad arbeitet. Durch den gepulsten Betrieb lassen sich kurzzeitig vergleichsweise hohe Intensitäten erreichen, die zu einem schnellen Aufschmelzen und Verschweißen führen, ohne dass ein großer Energieanteil durch Wärmeleitung zum Teileverzug führt. Zusätzlich helfen die höheren Intensitäten gepulster Laser beim Schweißen hochreflektiver Werkstoffe, wie beispielsweise Legierungen auf Kupferbasis. Beim Schweißen mit kontinuierlichem Strahl eignen sich Singlemode-Faserlaser der Trufiber-Serie aufgrund ihrer hervorragenden Strahlqualität sehr gut. Um die geforderten Genauigkeiten zu erreichen, werden für diesen Prozess zumeist dreiachsige Maschinen mit lateralen Genauigkeiten in X- und Y-Richtung von circa 5 µm eingesetzt. An das gesamte Maschinenkonzept werden also ähnlich hohe Anforderungen gestellt wie an den verwendeten Laser.

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