Technologieentwicklung zum Wendelschneiden von Edelstahl mit ultrakurz gepulster Laserstrahlung
Joachim Ryll
Das Laserstrahl-Schneiden metallischer Werkstoffe ist ein seit Jahren industriell eingesetztes Verfahren. Speziell im Dünnblechbereich mit Materialstärken unterhalb von einem Millimeter sind vielfältige Anwendungen in den Bereichen Automotive, Luft- und Raumfahrt, Medizintechnik oder der Mikromechanik bekannt. Der zugrunde liegende allgemeine Trend zur Miniaturisierung und der Bedarf an neuen Qualifikationsprozeduren bezieht sich auf ein weites Spektrum an Fertigungsprozessen und zu bearbeitenden Werkstoffen. Hier reicht allein das Spektrum der metallischen Werkstoffe von Stahl und Edelstahl über Kupfer, Messing, Titan und Kupferberyllium. Aufgrund der hohen Fokussierbarkeit mit Fokusdurchmessern bis unterhalb von 10 µm reicht hier das Anwendungsgebiet von Laser-Schneidprozessen bis hin zu klassischen Bohrverfahren. Großes Anwendungspotential weisen Laserprozesse in Verbindung mit ultrakurzgepulsten Strahlquellen, insbesondere für Bohr- und Schneidprozesse sowie als Oberflächenstrukturierung zur Herstellung technischer Oberflächen auf. Seit der industriellen Einführung ultrakurz gepulster Laserstrahlquellen steht der Fertigungstechnik ein neues Werkzeug für den kraftfreien und athermischen Materialabtrag zur Verfügung. Die Verbindung ultrakurzer Pulse mit Pulsdauern von Piko- bis Femtosekunden und die Fokussierung von Pulsspitzenleistungen bis in den Megawattbereich auf Fokusdurchmesser unterhalb von 30 µm führt zu lokalen instantanen Verdampfungsprozessen quer durch alle Werkstoffgruppen ohne Wärmebeeinflussung des umliegenden Grundwerkstoffes. Das Laserstrahl-Schneiden metallischer Werkstoffe ist ein seit Jahren industriell eingesetztes Verfahren. Speziell im Dünnblechbereich mit Materialstärken unterhalb von einem Millimeter sind vielfältige Anwendungen in den Bereichen Automotive, Luft- und Raumfahrt, Medizintechnik oder der Mikromechanik bekannt.
