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Oberflächenfunktionalisierung mit UKP-Lasern

3D-Oberflächenstrukturierung von Freiformflächen

Mit Ultrakurzpulslasern können funktionale Mikro- und Nanostrukturen auf Freiformoberflächen aufgebracht werden. Hierzu wurde eine komplexe 3D-Step-and-Scan-Technologie entwickelt und in eine hochgenaue 5-Achs-Maschine integriert.

Ultrakurzpulslaser haben sich in den vergangenen Jahren als ausgezeichnetes Werkzeug zur Strukturierung von Oberflächen erwiesen, mit dem einzigartige Mikro- und Nano-strukturen auf diversen Werkstoffen erstellt werden können. Derzeit werden verschiedene Anwendungen erforscht, bei denen es um eine Verbesserung der funktionalen Eigenschaften von Oberflächen geht. Die Umsetzung dieser vielversprechenden Anwendungen in der Industrie scheitert jedoch oft an dem Problem, dass sich die feinen Strukturen nicht auf 3D-Freiformoberflächen generieren lassen. Das niederländische Unternehmen Lightmotif aus Enschede hat nun eine Technologie entwickelt, die dies ermöglicht, und arbeitet zusammen mit Partnern und Kunden an ersten Umsetzungen für die Industrie. Dahinter steckt eine komplexe Maschinentechnologie und eine entsprechende Software, auf deren Basis jetzt auch Maschinen für Industrie- und Forschungs­anwendungen angeboten werden (Bild 1).

 

Konzept für spezielle Oberflächeneffekte

 

Mit der Oberflächenfunktionalisierung können verschiedene Effekte erzielt werden. So werden zum Beispiel die stark wasserabstoßenden Oberflächen, die von der Lotusblume bekannt sind, erfolgreich mit Ultrakurzpulslasern nachgeahmt. Auch die Verbesserung der Schmierung oder die Verringerung von Reibung und Verschleiß sind in verschiedenen Projekten realisiert worden (Bilder 2 und 3). Ein weiteres Beispiel ist die Medizintechnik – hier lassen sich Strukturen einsetzen, um das Zellwachstum gezielt zu steuern.

 

Besonders interessant ist die Anwendung dieser Strukturen auf Formen, zum Beispiel auf Spritzgussformen. Die feinen Strukturen können in den Kunststoff abgeformt werden, womit eine massentaugliche Fertigung von Kunststoffteilen mit Funktionalstruktur möglich wird. Dazu erforderlich ist jedoch die Strukturierung der Formenstähle auf Freiformoberflächen. Für die Strukturierung von Spritzgussformen wurde innerhalb des durch die EU geförderten FP7-Nanoclean-Projekts eine Technologie ent­wickelt, deren Ziel es war, super-wasserabstoßende Eigenschaften auf Kunststoffteilen zu realisieren. Angewendet wurde die Entwicklung an einer Kunststoff-Kappe für einen Auto-Außenspiegel ...

 

 

Hersteller:
Lightmotif B.V.
NL-7521 PR Enschede
Tel. +31 53 4500840
info@lightmotif.nl
www.lightmotif.nl

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