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Schockwelle statt Schneidstempel


Bei der Bearbeitung besonders dünner Folien zeigt das konventionelle Scherschneiden Schwächen. Das Bremer Institut für angewandte Strahltechnik untersucht ein effizienteres Verfahren: das Schneiden mittels laserinduzierter Schockwellen.

Bild 1a und 1b.
[zum Vergrößern in das Bild Klicken]

Positionierung einer Aluminiumfolie auf der Schneidmatrize
[zum Vergrößern in das Bild Klicken]

Der Trend zur Miniaturisierung, insbesondere in der Elektronik- und Computerindustrie, schafft einen wachsenden Bedarf nach immer kleineren Schnittteilen. Allerdings stößt das konventionelle Scherschneiden bei dünnen Folien an seine Grenzen. Deshalb wird am Bremer Institut für angewandte Strahltechnik (BIAS) seit Mitte des Jahres 2017 das Schneiden mittels laserinduzierter Schockwellen untersucht. Die Idee hinter diesem neuen Verfahren ist es, den Druck einer laserinduzierten Schockwelle zum Schneiden dünner Folien zu verwenden (Bilder 1a und 1b).

 

Konventionelle Verfahren stoßen an ihre Grenzen
Ein wichtiger Kennwert des konventionellen Scherschneidens ist der Schneidspalt. Dieser entspricht dem Abstand zwischen Schneidstempel und Schneidplatte. Für ein gutes Schneidergebnis sollte der Schneidspalt nicht mehr als 5 Prozent der Blechdicke betragen. Bezogen auf das Schneiden einer 20 µm dünnen Folie ergibt sich daraus ein Schneidspalt von 1 µm. Die Fertigung von Werkzeugen mit derart engen Toleranzen sowie eine entsprechend genaue Positionierung der Werkzeugteile zueinander sind demzufolge mit einem sehr hohen Aufwand verbunden.

 

Schneidstempel wird eingespart
Beim Schneiden mittels laserinduzierter Schock­wellen übernimmt die Schockwelle die Funktion des Schneidstempels. Auf diese Weise kann der Schneidstempel sowie die Einstellung des Schneidspalts eingespart werden, sodass sich der Werkzeugaufbau auf das System Schneidmatrize–Folie–Niederhalter reduziert (Bild 2). Dem Nieder­halter kommt dabei eine besondere Bedeutung zu, da er in direkter Wechselwirkung mit der laserinduzierten Schockwelle steht und dadurch die Schockwellenaus­breitung beeinflussen kann.

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