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Kleinste Bohrungen mit ungekannter Geometriefreiheit



Bohrloch in additiv gefertigtem AlSi10Mg, Dicke 0,65 mm (entspricht einem Aspektverhältnis von etwa 1:30)

Dank Ultrakurzpulslasern müssen Mikrobohrungen nicht ausschließlich rund und zylindrisch sein. In Kombination mit der richtigen Anlagentechnik eröffnen Ultrakurzpulslaser eine große Gestaltungsfreiheit bei der Lochgeometrie, was sich beispielsweise bei geformten Mikrolöchern zur Spinndüsenherstellung als vorteilhaft erweist.

 

Im Gegensatz zu klassischen Schneidlasern, die im Dauerstrichbetrieb arbeiten, werden bei der Bearbeitung mit Ultrakurzpulslasern ähnlich wie bei Markierlasern Laserpulse für die Bearbeitung genutzt. Dabei werden im Gegensatz zu Markierlasern Pulsdauern im Bereich von wenigen 100 Femtosekunden bis zu einigen Pikosekunden verwendet, sodass das Material mit minimalem Wärmeeintrag direkt verdampft oder sublimiert. Auf diese Weise wird eine hochpräzise Bearbeitung möglich.

 

Für das Präzisionsbohren kommen unterschiedliche Prozessstrategien zum Einsatz. Die einfachste Form stellt das sogenannte Perkussionsbohren dar. Dabei wird der Laserstrahl auf das Werkstück fokussiert und nicht bewegt. Das entstehende Bohrloch ist dann weitestgehend durch die Größe des Laserstrahls bestimmt. Die Gestaltung der Geometrie ist lediglich über eine Anpassung der Pulsenergie und der Pulswiederholrate möglich. Damit können entweder parabolische Sacklöcher oder konische Durchgangslöcher erzeugt werden.

 

Eine nahezu unbeschränkte Geometriefreiheit kann mit Wendelbohroptiken realisiert werden. Mit ihnen ist es möglich, den Laserstrahl auf einer Kreis- bahn zu führen und sowohl deren Durchmesser (Wendelradius) als auch den Winkel des einfallenden Laserstrahls zu ändern. Eine Kombination mit einer 5-Achs-Werkzeugmaschine ermöglicht die Erzeugung beliebiger Geometrien in sowie quer zur Bohrungsrichtung (Bild 1). Die rotierende Bohroptik dient zur Erzeugung der Kreisbahn und Veränderung des Einfallswinkels, während durch die übrigen Achsen Freiformen durch die relative Bewegung des Werkstücks zum Laserstrahl erzeugt werden können. [...]

 

HERSTELLER

LightPulse LASER PRECISION

D-70569 Stuttgart

Tel. +49 711 68569754

www.light-pulse.de

 

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