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Mikrobearbeitung

Die Mikromaterialbearbeitung umfasst verschiedenste Aufgaben, wie Bohren, Gravieren, Strukturieren oder Schneiden, oft mit extremen Genauigkeits- und Geschwindigkeitsanforderungen. Laser-Scan-Prozesse sind in diesem Bereich anderen Bearbeitungsverfahren überlegen, u.a. was die Dynamik und die Präzision auch bei der Abarbeitung komplizierter Muster und Strukturen betrifft. Die Bandbreite bearbeitbarer Materialien reicht dabei von Kunststoffen über Glas, Keramik bis hin zu unterschiedlichsten Metallen.

Hochleistungs-Scan-Lösungen  ermöglichen kurze Prozesszeiten, eine dynamische und hochpräzise Bearbeitung auch bewegter Bauteile (on-the-fly), das Erkennen der Position der Werkstücke sowie die eigenständige Nachjustierung des Scan-Systems zur weiteren Bearbeitung.

Für beste Arbeitsergebnisse ist die synchrone Ansteuerung von Laser und Scan-System unerlässlich. Zudem ist neben einem hervorragenden Scan-System die Auflösung der Ansteuerung essenziell. Das häufig verwendetet XY2-100 Protokoll, mit einer Auflösung von nur 16 Bit, ist für die Mikromaterialbearbeitung oft nicht mehr ausreichend. Das von SCANLAB entwickelte und in den Markt eingeführte SL2-100 Protokoll, mit einer Ortsauflösung von 20 Bit, ist hierfür ideal geeignet. Sowohl die High-End Scan-Systemen als auch Ansteuerkarten, wie die RTC 5, nutzen dieses Protokoll. Für die Mikromaterialbearbeitung bietet die RTC 5 darüber hinaus einen speziellen Leistungsumfang wie z.B.:

  • Arc-Befehl
    für die Berechnung von Kreisbögen direkt auf Mikrovektorbasis, zur Vermeidung von Quantisierungseffekten bei sehr kleinen Strukturen und hohen Geschwindigkeiten.

  • Automatische Lasersteuerung
    für eine automatische Nachregelung in Echtzeit von “Laser active”-Lasersteuersignalen – und damit der Laserleistung – auch während der Ausführung von Vektor- und Bogenbefehlen.

  • Pulse-Picking-Lasermode & Ausgabe-Synchronisation
    für die einfache Ansteuerung von Scan-Systemen synchron mit dem extern vorgegebenen Takt  freilaufender gepulster Laser (z.B. UKP Laser).
    Mehr zum Thema optimale Ansteuerung und Ausgabe-Synchronisation finden Sie im Fachartikel „Taktsynchron mit dem UKP-Laser

  • Sky-Writing
    für die perfekte Ecke mit geringer Erhöhung der Prozesszeit durch zeitoptimierte Umsetzung.

Mikrobohren

Um im Bereich Mikrobohren die extremen Anforderungen erfüllen zu können, sind oft speziell auf die Anwendung optimierte Scan-Systeme notwendig. 

  • „Jump and Shoot“-Anwendungen wie das Bohren von Microvias in Leiterplatten oder Solarzellen (Metal Wrap Through oder Emitter Wrap Through) fordern Scan-Systeme die höchsten Durchsatz mit höchster Genauigkeit bieten:
    intelliDRILL

  • Das Bohren von Einspritzdüsen verlangt nach einer Scan-Lösung zur hochgenauen Fertigung frei wählbarer Geometrien wie besonders feiner, positiv- bzw. negativkonischer, ideal zylindrischer, runder oder elliptischer Bohrungen mit hohem Aspektverhältnis im Sub-Millimeter Bereich:
    precSYS

Mikrogravieren

Beim Mikrogravieren werden feinste Strukturen bearbeitet, u.a. für die Herstellung von Stempelpatritzen, Medaillenmatritzen oder 3D-Formteilen wie Gußformen.  Die Bearbeitungsprozesse können dabei, wie z.B. bei der Tiefgravur, oft auch mehrere Stunden dauern. Die 2D- oder 3D-Scan-Systeme die in diesem Bereich eingesetzt werden, müssen daher geringste Drift , höchste Genauigkeit und Dynamik aufweisen.

Mikroschneiden

Auch beim Mikroschneiden ist der Laser durch das Scan-System zu einem bewährten Schneidwerkzeug geworden, da z.B. kleinste Strukturen oder enge Radien schnell, präzise und nachbearbeitungsfrei geschnitten werden können. In Kombination mit UKP-Lasern können quasi simultane Bearbeitungsschritte ausgeführt werden. Die gewünschten Konturen werden dabei sehr schnell, oft und mit hoher Wiederholgenauigkeit abgefahren, ohne dass ein thermischer Eintrag in das Material erfolgt.

Im Bereich Mikroschneiden werden hauptsächlich Materialien wie gehärtetes Glas, Diamant, Saphierglas (Korund), Gorilla-Glas, Keramik oder Memorymetalle bearbeitet.

Mikrostrukturieren

Durch Mikrostrukturierung von Oberflächen kann die Eigenschaft des Werkstücks beeinflusst werden. So kann diesem z.B. eine elektronische Funktion, ein Lotus-Effekt oder eine Rutschfestigkeit gegeben werden. Um diese Strukturen auch auf großen Oberflächen kostengünstig herstellen zu können, werden Scan-Systeme für die schnelle und präzise Positionierung des Laserstrahls eingesetzt. Durch diesen kosteneffizienten Herstellungsprozess wurde die Produktion von Metall- oder Kunststoffbauteilen mit Lotus-Effekt, Dünnschichtsolarzellen (Rolle-zu-Rolle Prozess), Displays oder Smart Devices extrem gefördert. Für diese Anwendungen werden oft Premium-Scan-Systeme benötigt, die zusätzlich geringste Ditherwerte aufweisen.

Mikrosintern

Beim Mikrosintern sind die Anforderungen an ein Scan-System ähnlich denen bei der Tiefgravur: geringste Drift , höchste Präzision, hohe Dynamik .

Hochleistungs-Scan-Systeme ermöglichen die Herstellung von hochpräzisen Funktionsteilen aus Metall für die Verwendung z.B. in der Medizin, Luft- und Raumfahrt oder Uhrenindustrie.

Für die Mikrobearbeitung sind leistungsstarke Scan-Systeme, idealerweise mit geringstem Dither und 20-Bit- Positionsauflösung - wie die intelliSCAN se/de-Serie, besonders geeignet:

intelliSCAN III

intelliSCANse

intelliSCANde

varioSCANde

RTC 5

SCANalign

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