Herstellung funktionalisierter Oberflächenstrukturen durch Laserbearbeitung - InnoKatalog #1

Laser werden inbesondere zur punktuellen Bearbeitung von Oberflächen sowie zum Schneiden verschiedener Materialien prozesstechnisch angewendet. Der industrielle Einsatz von Lasern zu Oberflächenstrukturierungen ist bisher nicht weit verbreitet, da bei der Laseranwendung ein Wärmeeintrag in die Oberfläche des zu bearbeitenden Materials erfolgt und dies zu einer örtlich begrenzten Veränderung der Materialeigenschaften führen kann. Darüber hinaus fehlt bislang die Sicherstellung wirtschaftlicher Prozessgeschwindigkeiten.



Durch die Anwendung eines Lasers mit einer Pulslänge im Femtosekundenbereich (1 fs = 10‐15 s) wird die Materialabtrennung ohne Wärmeeinfluss ermöglicht. Abhängig von der Laserintensität und der Einwirkdauer werden die Eindringtiefe und die Oberflächenstruktur eingestellt. Dabei entstehen an der bearbeitenden Oberfläche gerichtete nadelförmige Strukturen, die sich durch den Eintrittswinkel des Lasers variabel ausrichten lassen. Gleichzeitig ist das Einbringen von Fremdbestandteilen aus dem Laserumgebenden Medium möglich. So können beispielsweise metallisierte Dünnschichten zur Funktionalisierung von Oberflächen oder ein selbstreinigender Effekt erzeugt werden. Durch die variable Einstellung der Bearbeitungsgeschwindigkeit sind außerdem industriell relevante Taktzeiten erreichbar. Eine Oberflächenstrukturierung ist bei Metallen, wie Stahl, Aluminium, Kupfer, Nickel sowie bei Kunststoffen, beispielsweise PMMA (Plexiglas), realisierbar.


Entwicklung von: Technische Universität Clausthal


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