9. Oktober 2018

Qualitätsgaranten im Laserprozess


				
					Lasertechnik und Präzisionsantriebe ermöglichen Live-Cell-Imaging

Sie positionieren nanometergenau, steuern Laserprozesse und sorgen für reine, trockene Luft im Bauraum. Zulieferer tragen entscheidend zum anhaltenden Erfolg der Laserindustrie bei.

Der Laserstrahl flitzt über das Pulverbett und lässt im selektiven Schmelzprozess komplexe Bauteile entstehen. 3D-Druck ist spektakulär. Doch er funktioniert nur unter definierten Randbedingungen. So neigen die mikrometerfein gekörnten Pulver schon bei geringer Luftfeuchte zum Verklumpen. Und der 3D-Druckprozess selbst setzt zwingend Schutzgasatmosphäre mit teuren Inertgasen wie Argon oder Stickstoff voraus, die im Kreislauf geführt und dafür aufwändig von Laserrauch und Stäuben gereinigt werden müssen. Es geht um teils giftige und ätzende Nanopartikel, die ohne Absaugung tagelang im Bauraum schweben würden.

Die Technik, die optimale Randbedingungen für 3D-Druck und andere Laserprozesse schafft, ist auf den ersten Blick unspektakulär. Doch sie hat großen Einfluss auf Qualität, Präzision und somit auf den Erfolg der Laserbranche. Ohne kontinuierliche Reinigung der Inertgase würden Prozesse nicht stabil laufen. Ohne punktgenaues Absaugen und Filtern des Laserrauchs wären weder die Arbeitssicherheit noch die Reinhaltung der Anlagen zu gewährleisten. Und nur moderne Lufttrocknungstechnik hält die eingesetzten Materialien in optimalem Zustand.

Komplex und vom jeweiligen Prozess abhängig: Luftreinhaltung

Zulieferer wie die ULT AG oder die TBH GmbH tragen mit Luftaufbereitungssystemen Sorge für die richtigen Randbedingungen. Je nach Prozess sind Speicher- oder Patronenfiltergeräte im Einsatz, denen Absauggeräten mit unterschiedlichsten Saugleistungen die Prozessluft zuführen. Jeglicher Einfluss auf den Laserprozess ist Tabu. Doch der effektive Abtransport von Laserrauch und Partikeln muss auch dann gewährleistet sein, wenn prozessbedingt größere Distanzen zur Schadstoffquelle bestehen. Schon wenige Zentimeter machen hier Welten aus.

Angesichts der Vielfalt an Laserprozessen und verarbeiteten Materialien analysieren die Spezialisten jeden Prozess im Detail, passen ihre Lösungen individuell daran an und schaffen es dank konsequent modularer Antriebe, Haupt- und Zusatzfiltermodule dennoch, den Kostenrahmen zu wahren. Zugleich werden Luftaufbereitungsanlagen mit Blick auf die Industrie 4.0 intelligenter. So bieten die Zulieferer digitale Steuerungssysteme, die Prozessparameter und Filterzustände überwachen, dokumentieren und Abweichungen melden, damit Anwender die Anlagen nachjustieren können.

Präzisionsgaranten: Antriebs- und Positioniertechnik

Auch Zulieferer von Antriebs- und Positioniertechnik tragen als Enabler wesentlich zur Qualität von Laserprozessen bei. Sei es durch punktgenaue, vollautomatisierte Drahtzuführung in Laserlöt- oder Laserauftragsschweißprozessen mithilfe hochpräziser Schrittmotoren; wenn nötig fördern diese Draht mit über 4.000 Schritten pro Sekunde. Oder sei es in der Ultrakurzpulslasertechnik. Wo Lichtpulse nur Atto-, Femto- oder Picosekunden dauern, braucht es entsprechend präzise Aktorik zum Ausrichten der Prismen, Spiegel und Filter, die den Laserstrahl an sein Ziel lenken. Schrittmotoren brauchen hierfür keine Sensorik, da sie ihre Position aus der Zahl ihrer Schritte ableiten. Dies geschieht laut Hersteller Faulhaber derart zuverlässig, dass selbst bei Tausenden Schritten pro Sekunde kein Schritt verloren geht. Mikrochirurgen oder Forscher an Multiphotonen-Mikroskopen können so sicher sein, dass kein Laserpuls sein Ziel verfehlt. Präzise Antriebe ebnen auch industriellen Laserprozessen den Weg zum Erfolg: Wo Laser dünne Metallbleche schweißen oder löten, richten Sinusmotoren mit abgestimmtem Getriebe die rasend schnell bewegten Laserköpfe punktgenau aus.

Ob Industrie, Medizintechnik oder Forschung: Laserprozesse sind dank ihrer Flexibilität und Präzision auf der Erfolgsspur. Piezoantriebe ermöglichen heute in der Positionierung von Mikroskop-Objektiven Schrittweiten im Sub-Nanometerbereich. Zugleich bieten sie Stellwege von bis zu 450 Mikrometern. Ähnlich genau und flexibel legen die Spezialisten der Aerotech GmbH ihre ultrapräzise gesteuerten Nanopositioniertische aus. Diese richten Werkstücke auf drei Achsen exakt aus – und stoßen dabei ebenfalls in Sub-Nanometerdimensionen vor.

Auch die Föhrenbach GmbH ist auf präzise Direktantriebe und Positioniersysteme spezialisiert, die sie von den Motoren bis zu den laserinterferometrisch vermessenen Achsen komplett selbst fertigt. Diese Strategie beruht auf der festen Überzeugung, dass der Schlüssel zu Qualität und Produktivität in der Laserbearbeitung im fein abgestimmten Zusammenspiel zwischen Positioniersystem und Werkzeug liegt. Mit Kunden aus der Laserbranche habe man wiederholt Systeme realisiert, deren Genauigkeit und Produktivität zunächst unmöglich schien, ließ das Unternehmen anlässlich der LASER World of PHOTONICS 2017 wissen. Das bringt den Anteil der Zulieferer am Erfolg der Lasertechnik auf den Punkt: Ihr Knowhow hilft der Branche, die Grenzen des Machbaren immer weiter zu verschieben.

 
 
 
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