(openPR) Wirkungsweisen Laser
Abhängig von der Art des Lasers, der Leistung und der Parametrierung können prinzipiell 2 verschiedene Wirkungsweisen festgestellt werden.
Thermische Bearbeitung
Beispielsweise mit CO2-Laser aber auch mit langpulsigen Festkörperlasern läßt sich eine thermische Bearbeitung realisieren. Dies ist immer dann von Vorteil, wenn leicht lösliche Materialien entfernt werden sollen oder beispielsweise dann, wenn Materialien zu entfernen sind, die relativ schnell auf thermische Energie reagieren, ohne eine darunter liegende Metallschicht anzugreifen.
Mechanische Bearbeitung
Auch wenn ein Laserstrahl lediglich aus Photonen und somit nicht aus einem festen Werkstoff besteht, so ist dennoch eine mechanische Bearbeitung möglich. Dies geschieht über den sogenannten Sublimationseffekt. Hierbei wird ein fester Werkstoff durch Energieeinwirkung sofort vom festen in den gasförmigen Aggregatzustand gebracht. Dieser Effekt ist prinzipiell mit üblichen CO2- und Festkörperlasern möglich, jedoch zeichnen sich diese durch sehr lange Einzelpulse bzw. dadurch aus, das kontinuierlich Laserstrahlung emittiert wird. Hierdurch wird üblicherweise zusätzlich sehr viel thermische Energie eingebracht – das Werkstück kann sich entsprechend erwärmen und ggf. verziehen.
Mit den heutzutage erhältlichen Strahlquellen im Bereich von Pikosekunden oder Femtosekunden kann man diesen thermischen Energieeintrag vermeiden. Bereits ein Pikosekundenlaser weist derart kurze Laserpulse auf, daß einzelne Moleküle im Werkstück beim absorbieren der Laserstrahlung so schnell sublimiert werden, daß keine Reaktionszeit zur Abgabe der Energie an anliegende Moleküle verbleibt. Durch diese ausbleibende Energieweitergabe kann sich das Werkstück nicht mehr – oder deutlich weniger – erwärmen.
Man spricht in diesem Zusammenhang auch oft von kalter Ablation – eben einem mechanischen Abtrag.
Oberflächen die entfernt werden können
Der Laser erweist sich besonders dort als zuverlässiges Werkzeug, wo es um leichte Abtragsaufgaben geht, die jedoch reproduzierbar durchgeführt werden müssen. Oftmals werden mechanische oder manuelle Vorgänge mit dem Laser um ein vielfaches zuverlässiger erledigt.
Zu den bearbeitbaren Oberflächenkontaminationen zählen:
* Lacke, Beschichtungen
* Öle, Emulsionen, Verunreinigungen
* Klebstoffe
Anwendungsbeispiele
In vielen Industriebereichen finden sich ähnliche Aufgaben, die mittels Laser-Oberflächenabtrag durchgeführt werden, wie beispielsweise:
* Kontaktstifte entschichten
* Rohrleitungen (z.B. Bremsleitungen) an den Enden entschichten
* Gezielter Symbolabtrag im Tag/Nacht-Design auf Kunststoffteilen
* Selektives Reinigen von zu verschweißenden oder zu verklebenden Teilen
* Freilegen von elektrischen Kontaktflächen
Vorteile der Lasertechnologie
Die Vorteile der Laser sind sowohl technologischer, als auch wirtschaftlicher Natur:
* Weniger Energieaufwand als beispielsweise bei einer konventionelle Nass-Reinigung
* Weniger Umweltbelastung, da lediglich das verdampfte Material aufgefangen werden muss
* Keine Zusatzstoffe notwendig – z.B. Chemische Substanzen oder Reinigungsmittel
* Schnellere Prozesse als bei manuellen Verfahren oder konventionellen Waschvorgängen
* Keine Nachbehandlung (z.B.) Trocknen notwendig
* Reproduzierbare Prozesse dank exaktem Energieeintrag und präziser Geometrie-Steuerung
* Keine oder deutlich geringere Schädigung des Trägerwerkstoffes als bei mechanischen oder chemischen Verfahren
* Vereinfachte Produktionsprozesse durch nachgeschaltete selektive Entschichtung
