Der Flächemacher XXL-Mikrobearbeitung mit 1.000 Laserstrahlen im Parallelschwung

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Pulsar Photonics aus Aachen entwickelt die Lasermikrobearbeitung weiter. Schon jetzt gibt es eine Anlage, die rund 10 Quadratmeter präzise und nachhaltig per Ultrakurzpulslaser strukturieren kann.

Die Oberflächenstrukturierung flächiger Bauteile will Pulsar Photonics nachhaltig, exakt und schnell machen. Das klappt mit dem Ultrakurzpulslaser (UKP-Laser). Eine bereits existierende Lasermaschine schafft so bereits rund 10 Quadratmeter. Das Skalierungskonzept erlaube es künftig aber sogar, mit Tausenden Laserstrahlen zehnmal größeren Oberflächen zu bearbeiten. „Wir sind zwar nicht die Einzigen, die großflächige Lasermikrobearbeitung betreiben, aber unser Ansatz ist einzigartig“, betont Dr. Joachim Ryll, Geschäftsführer von Pulsar Photonics. Das Ziel ist es demnach, auf einer einzigen großen Anlage Flächen parallel und individualisiert zu strukturieren. Das sei besonders relevant, weil die Nachfrage nach Oberflächenstrukturierung ohne chemische Substanzen steige. Dieser Trend ist auf zunehmende umweltrechtliche Einschränkungen und Verordnungen zurückzuführen, die den Einsatz von Chemikalien begrenzen oder ganz verbieten. Der UKP-Laser sei folglich eine gute Alternative zu ätzenden Substanzen. Doch bisher wurden UKP-Laser hauptsächlich für kleinflächige Anwendungen genutzt. Doch es gibt laut Ryll bereits jetzt Lasersysteme, die Flächen von Flachglas, Folien und Prägewalzen im Quadratmeterbereich effektiv bearbeiten.

Fünf Laserbearbeitungsstationen im Paralleleinsatz

Auf eine sogenannte Brückentechnologie der besonderen Art setzten die Aachener bei ihrem Gantrysystem RDX2800. Denn es ist mit seinen Maschinenmodulen nach dem Baukastensystem aufgebaut. Jedes Modul kann Flachbauteile bis 2,5 × 1,5 Meter per UKP-Lasern präzise bearbeiten. Pulsar reiht dazu mehrere Module hintereinander. So kann man auch größere Bauteile bearbeiten, die deutlich über 10 Quadratmeter Fläche haben. Innerhalb eines Maschinenmoduls ermöglichen mehrere Arbeitsstationen sowohl die individualisierte Einzelstrahl- als auch die Multistrahlbearbeitung per Laser. Dabei könnten insgesamt mehr als tausend Laserstrahlen gleichzeitig arbeiten. Im EU-Infrastrukturprojekt „NextGenBat“ haben die Aachener auch bereits gezeigt, wie sich die Produktivität der Lasermikrobearbeitung erheblich steigern lässt. Sie entwickelten dazu eine Rolle-zu-Rolle-Anlage, die Elektroden für Lithium-Ionen-Zellen trocknet und strukturiert. Die sogenannte „MultiBeamMultiScanner“-Optik teilt dabei die Laserleistung in mehrere Teilstrahlen, damit effizienter gearbeitet werden kann, wie die Experten erklären. Den ersten Schritt zum Modulbaukasten macht das Unternehmen nun mit einem Pilotkunden. Die industrielle Umsetzung im großen Maßstab ist für Ryll dabei der besondere Reiz. Geplant ist etwa für den Pilotkunden eine Anlage, in der mehrere miteinander verkettete Arbeitsstationen die über 10 Quadratmeter messende Oberfläche von flachen Bauteilen mit UKP-Laser und Multistrahltechnik mit mehreren Teilstrahlen präzise aufrauen und strukturieren können. Für folgende Anwendungen ist das Ganze ideal:

Bildergalerie

• Großflächiges Aufrauen und Modifizieren von Oberflächen zur Vorbereitung von Klebe- und Beschichtungsprozessen;

• Großflächige Bearbeitung im Sektor Werkzeug- und Formenbau;

• Großflächige Mikro- und Nanostrukturierung zur Herstellung funktionaler Oberflächen;

• Herstellung großformatiger Siebe für verfahrenstechnische Anwendungen.

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