Ihr Projektpartner
für Laserprozesse der
Mikro.Material.Bearbeitung
„Kann mein Produkt mit Laser
bearbeitet werden?“
„Wie kann ich meinen Laserprozess
effektiver machen?“
„Wo kann ich mein Produkt mit
Laser bearbeiten lassen?“
Anwendungsberatung
Ziel: Laserprozess für ein Produkt mit definiertem Ergebnis bei geringen Kosten und hoher Qualität.
Vorgehensweise
1. Definition von Produkt, Material und Applikationsziel.
2. Erstberatung:
3. Projekteröffnung
4. Projektauftrag
Ergebnis
Prozessentwicklung & Optimierung
Das Ziel meiner Prozessentwicklung und Optimierung ist, neue Laserprozesse für ein Produkt zu entwickeln oder einen bestehenden Laserprozess zu optimieren, d.h. Prozesszeit und -kosten zu reduzieren bei hoher Qualität des Bearbeitungsergebnisses.
1. Definition
Sie beschreiben zunächst telefonisch oder per E-Mail das Produkt und das Ziel des zu entwickelnden oder optimierenden Laserprozesses. Sie erhalten von mir ein unverbindliches Angebot für die Erstberatung.
2. Erstberatung
Wir vereinbaren einen Vor-Ort-Termin, bei dem Sie mir Ihr Produkt und das Lasersystem vorstellen, an dem der Laserprozess entwickelt oder optimiert werden soll. Gemeinsam erörtern wir die Möglichkeiten und Limitierungen des Laserprozesses. Wenn Sie beschließen, das Projekt fortzuführen, erstelle ich Ihnen ein unverbindliches Angebot für den Laserprozess.
3. Laserprozess
Nachdem ich für das Material, Lasersystem und die Prozessperipherie die Grenzbedingungen ermittelt habe, führe zielgerichtete Lasertests durch und dokumentiere den Laserprozess und seine Ergebnisse.
Willkommen bei Mann LaserApps! Ich freue mich auf Sie und Ihren Laserprozess!
Auftragsfertigung
Für die Bearbeitung von Kundenprodukten setze ich Faserlaser ein. Sollte eine andere Laserquelle und Wellenlänge notwendig sein, greife ich auf Lasersysteme meiner Netzwerkpartner zurück. Folgende Laseranwendungen kann ich direkt anbieten:
Laseranwendungen, die von Netzwerkpartnern ausgeführt werden:
Expresslieferung
Aufträge, die direkt bei Mann LaserApps durchgeführt werden, können bei Bedarf innerhalb von 24 Stunden ausgeliefert werden. Die Standardlieferzeit beträgt zwischen 3 und 7 Arbeitstagen.
Willkommen bei Mann LaserApps! Ich freue mich auf Sie und Ihr Produkt!
Kann mein Produkt mit Laser bearbeitet werden?
Dies hängt von folgenden Kriterien ab:
1. Wie gut absorbiert das Material die Laserwellenlänge?
2. Wie reagiert das Material auf den Laser?
Das Absorptionsverhalten des Materials
Absorbiertes Licht wird im Material in Wärme umgewandelt, welche eine Reaktion des Materials auslöst. Anhand der Absorptionskurven verschiedener Metalle kann dies verdeutlicht werden:
Beispiel Kupfer (Cu): Absorbiert ausreichend Lichtenergie erst unterhalb von 600 nm. Das bedeutet: Mit einem Nd:YAG-Laser (Wellenlänge 1064 nm) kann man Kupfer nicht erhitzen. Sehr wohl jedoch mit einem frequenzverdoppelten, grünen Nd:YAG-Laser mit 532 nm Wellenlänge! Aus diesem Grund werden Grünlaser für die Bearbeitung von Kupfer verwendet.
Für die überwiegende Anzahl der Laserapplikationen kommen gepulste Laser zum Einsatz. Aus diesem Grund werde ich im folgenden kontinuierliche Dauerstrich-Laser vernachlässigen.
Die Pulsspitzenleistung
Gepulste Laser emittieren einzelne Pulse mit einer einstellbaren Wiederholfrequenz. Jeder Laserpuls besitzt eine bestimmte Wirkdauer (Pulslänge t) und Lichtenergie (Pulsenergie E). Der Quotient aus Pulsenergie und Pulslänge E/t beschreibt die Leistung des Einzelpulses, die Pulsspitzenleistung Pp.
Je länger ein Puls, desto mehr Energie kann er transportieren und desto länger wirkt er auf das Material. Umgekehrt gilt: Je kürzer ein Puls, desto geringer sind Energie und Wirkdauer.
ABER: Ultrakurzpulslaser erreichen Pulslängen von 10-12 s bis 10-15 s (Pikosekunden, ps, bis Femtosekunden, fs) und können 10-6 J (Mikrojoule, µJ) transportieren. Beispiel: t=100 fs, E=10 µJ, Pp=E/t=10×10-6 J/100×10-15 s=1×108 W bzw. 100 MW (Megawatt). Im Vergleich dazu erreicht ein Schweißlaser mit E=1 J und t=1×10-3 s (Millisekunde, ms) „nur“ ein Pulsspitzenleistung von 1 J/1×10-3 s = 1000 W bzw. 1 kW (Kilowatt). Obwohl der Femtosekundenpuls eine viel geringere Lichtenergie transportiert, hat er eine wesentlich stärkere Wirkung, weshalb Ultrakurzpulslaser für Schneid-, Bohr- und Ablationsanwendungen optimal sind.
Was ist Mikromaterialbearbeitung?
Vereinfacht gesagt sind das Laserapplikationen, die sich mit dünnen Materialien, Oberflächen und hoher Präzision befassen, u.a.:
Laserprozesse der Mikromaterialbearbeitung
Laserschneiden
Die Metallfolie wird durch die Laserpulse entlang des Schneidpfades vollständig aufgeschmolzen und die Schmelze durch den Strahlungsdruck aus dem Schnittspalt getrieben (bei Blechen erfolgt dies durch den Einsatz von Druckluft; Metallfolien würden durch die Druckluft beschädigt werden).
Typische Laserparameter: Pulsenergie µJ, Pulslänge µs, Wiederholfrequenz kHz.
Laserbohren
Hier kommen bevorzugt Ultrakurzpulslaser zum Einsatz, die die Moleküle verdampfen und durch den Strahlungsdruck aus dem Bohrloch treiben.
Typische Laserparameter: Pulsenergie µJ, Pulslänge ps-fs, Wiederholfrequenz kHz-MHz.
Laserschweißen
Die miteinander zu verschweißenden Materialien werden durch die Laserpulse langsam aufgeschmolzen, damit sich die Schmelzen vermischen und beim Abkühlen eine feste Verbindung bilden können.
Typische Laserparameter: Pulsenergie mJ-J, Pulslänge ms, Wiederholfrequenz Hz.
Laserablation, Schichtabtrag
Das Material oder eine Beschichtung wird bis zu einer vorgegebenen Tiefe abgetragen. Hierzu werden bevorzugt Ultrakurzpulslaser eingesetzt, da sie scharfe Konturen erzeugen können.
Typische Laserparameter: Pulsenergie µJ, Pulslänge ps-fs, Wiederholfrequenz kHz.
Lasermarkieren
Die Laserpulse bewirken auf der Materialoberfläche eine thermische oder chemische Änderung der Oberflächenmoleküle durch Aufschäumen oder Farbänderung, was zu einer Kontraständerung führt. Die bearbeitete Struktur wird sichtbar bzw. lesbar.
Typische Laserparameter: Pulsenergie nJ-µJ, Pulslänge ns-µs, Wiederholfrequenz kHz-MHz.
Über Mann LaserApps
Mann LaserApps mit Sitz in Reutlingen, Baden-Württemberg, ist ein Ingenieurbüro für Laseranwendungen der Mikromaterialbearbeitung, d.h. der Laserbearbeitung von dünnen Materialien und Produktoberflächen durch
Als unabhängiger Berater, Prozessentwickler und Auftragsfertiger mit einem Netzwerk aus Laserspezialisten habe ich Zugang zu nahezu allen Laserquellen für die Mikromaterialbearbeitung, insbesondere für UV- und Ultrakurzpuls-Anwendungen. Damit bin ich Ihr optimaler Projektpartner, wenn es darum geht
Über den Gründer
Diplom-Physiker
Meine Faszination für Laser
für Laser begann schon im Physik-Studium während der Vorbereitung eines Vortrags über den ersten Laser (Rubin-Laser). Ich spezialisierte mich auf Laserphysik und begann 1996 meine berufliche Laufbahn in der Lasermaterialbearbeitung und Lasermesstechnik.
Meine Motivation für LaserApps
Nach sehr spannenden 25 Berufsjahren nehme ich mir nun die Freiheit, mich meinem Lieblingsthema zu widmen: Der Entwicklung und Optimierung von Laserprozessen für die Mikromaterialbearbeitung und deren Nutzung in meiner Auftragsfertigung.
Kontakt
Mann LaserApps
Ingenieurbüro für Laseranwendungen
Inhaber Dipl.-Phys. Rainer Mann
Sebastian-Kneipp-Strasse 62
72762 Reutlingen
E-Mail: mail@mann-laser.de
Tel.: +49 177 20 62 106
Schicken Sie mir Ihre Anfrage und ich nehme umgehend Kontakt mit Ihnen auf.