Mikrolöcher mit Wunschgeometrie
Viele unterschiedliche Anwendungen benötigen Düsen aus widerstandsfähigen Materialien sowie mit speziellen Designs. Ein digitales Laserverfahren überwindet die Grenzen herkömmlicher Fertigungsprozesse und bietet eine hohe Flexibilität bei der Herstellung von Freiform-Düsengeometrien.
Bild 1. Optisches Set-up des Perkussionsbohrens
Das Bohren von Mikrolöchern mit wohldefinierter Geometrie gewinnt für ein breites Anwendungsspektrum an Bedeutung. Die Applikationen sind äußerst vielfältig. Das Laserbohren mit unterschiedlichen Bohrstrategien hat sich dabei als Fertigungstechnik etabliert und gegenüber konventionellen Verfahren durchgesetzt. Die Einsatzgebiete reichen von der Herstellung von Mikrobohrungen in Durchflussfiltern und Sieben über Bohrungen in Hochleistungssolarzellen bis hin zu Einspritzdüsen in der Automobilindustrie.
Aber auch bei Inkjet-Druckdüsen kann die Lasertechnik aufgrund der berührungslosen Bearbeitung, des punktgenau dosierbaren Energieeintrags, der geringen Wärmezufuhr ins Material sowie der Präzision und Reproduzierbarkeit punkten. Zusätzliche Vorteile entstehen durch die Flexibilität in der Bohrungsgeometrie. So können beispielsweise durch Variationen in der Bearbeitungsstrategie Mikrobohrungen mit großem Aspektverhältnis oder Löcher mit definiertem Wandwinkel hergestellt werden.
Die Wahl des Lasers und des Bohrverfahrens
Je nach Anwendung und Aufgabe werden bei der Herstellung dieser Mikrobohrungen unterschiedliche Laser eingesetzt. Während für Kunststoffe oft Excimer-Laser oder Festkörperlaser im UV-Bereich verwendet werden, sind es in der Metallbearbeitung meistens Festkörperlaser im Infrarot- oder im sichtbaren Spektralbereich.
Doch die Wahl des richtigen Lasers allein ist für den Erfolg nicht ausreichend. Auch das entsprechende Bohrverfahren spielt eine entscheidende Rolle. Bekannte Bohrtechniken sind das Perkussionsbohren und das Trepanieren. Beim Perkussionsbohren werden mehrere Laserpulse auf die Oberfläche des Materials geführt, bis das Loch die gewünschte Bohrtiefe erreicht hat. Die Strahlführung ist bei diesen Verfahren statisch. Je nach Fokuslage lässt sich so eine Bohrung mit festem Durchmesser oder variabler Geometrie realisieren (Bild 1). Dieses Verfahren ist sehr schnell und kann mehrere Hundert oder Tausend Bohrungen pro Sekunde erzeugen, gerät bei hohen Qualitätsansprüchen allerdings an ...
Hersteller
3D-Micromac AG
09126 Chemnitz
Tel. +49 371 40043-0
Fax +49 371 40043-40
www.3d-micromac.com