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Hochpräzise Lasermaterialbearbeitung: Materialien effizient bearbeiten

Jenoptik bietet Ihnen vielfältige Lasermaterialbearbeitungen an, die Ihnen helfen, Applikationen und Produktionsprozesse zu verbessern.

Lasermaterialbearbeitung im unserem Kunden-Applikations-Zentrum

Lasermaterialbearbeitung im Kunden-Applikations-Zentrum bei Jenoptik

Die Experten von Jenoptik helfen Ihnen dabei, Lasermaterialbearbeitungen für Ihre Applikationen in der Produktion zu finden. So bearbeiten Sie verschiedene Materialien, wie Metalle, Kunststoffe, Halbleiter, Textilien und Leder, effizient und kostengünstig. Dafür verwenden Sie hoch entwickelte Laserquellen wie Dioden-, Festkörper- und Faserlaser sowie auf den jeweiligen Prozess angepasste Lasermaschinen. Diese eignen sich für unterschiedliche Branchen – von der Automobilindustrie bis zur Wissenschaft.

In unserem Applikationslabor können Sie alle Laserstrahlquellen von Jenoptik testen. Dazu gehören verschiedene Dioden-, Festkörper- und Faserlaser. Hier überprüfen Sie in der Praxis, welcher Laser sich am besten für Ihre spezifischen Anwendungsziele eignet.

In unserem Kunden-Applikations-Zentrum haben Sie zusätzlich die Möglichkeit, alle unsere Serienanlagen gezielt zu nutzen – und zwar an Ihren eigenen Produkten und unter realen Bedingungen. Sie wählen zwischen 15 verschiedenen Lasersystemen und -maschinen. Dabei werden Sie von hoch qualifizierten Ingenieuren unterstützt und beraten. Die Applikations-Zentren bieten Ihnen die Chance, Ihre Produktionsprozesse nachhaltig weiterzuentwickeln. Ihr Feedback hilft uns zusätzlich, unsere eigenen Produkte stetig zu verbessern.

Anwendungen

Verarbeitung von kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen (CFK)

Hole drilling of 1.1 mm thick CFRP

Lochbohrung aus 1,1 mm dickem CFK5

Aufgabe / Problem

Durch sein geringes Gewicht, seine hohe Beständigkeit gegen mechanische und dynamische Beanspruchung und seine chemische Beständigkeit hat CFK ein breites Anwendungsfeld, insbesondere im Leichtbau. Die Laserbearbeitung bietet die Möglichkeit, diese Werkstoffe verschleiß- und kräftefrei zu schneiden, zu bohren und 3D abzutragen.

Verfahren

Um das Material ohne Delamination und mit hoher Produktivität zu schneiden, ist es am besten, die kurze Pulsdauer der JenLas® Scheibe IR70E zu nutzen. Wärmemanagement und Pulsenergie müssen bei diesen Materialien in der richtigen Einstellung sein, um optimale Ergebnisse zu erzielen.

Ergebnis

Bei kohlefaserverstärkten Duroplasten können Löcher (Ø 250 μm) in weniger als 1s gebohrt werden. Die Ablationsrate ist höher als 11 mm³/ min. Für thermoplastische CFKs (Ø 610 μm) können Löcher in 7 s gebohrt werden. Die Ablationsrate beträgt 4 mm³/ min. Nach der Bearbeitung von CFKs gab es keine bemerkenswerten Schmelz- oder Delaminationen.

Kommentar

Die Laserparameter müssen auf den Schichtaufbau und das Harz jedes CFKs abgestimmt werden, um die beste Qualität und Quantität zu finden. Die Jenoptik JenLas® Scheibe IR70E ist für industrielle Anforderungen ausgelegt. Die hohe Stabilität, eine unabhängig abstimmbare Pulsdauer ( 30 ns - 300 ns ) und eine Pulsenergie von bis zu 6,5 mJ machen ihn zum idealen Werkzeug für die Bearbeitung dieser anspruchsvollen Materialien.

Hochgeschwindigkeits-Mikrobohren und Abtragen von Metallen

Scheibenlaser JenLas® disk IR70

JenLas® disk IR70 / IR70E

Aufgabe / Problem

Das Bohren von kleinen Löchern und das Abtragen von Nuten in verschiedenen Metallen gewinnt in vielen Bereichen der Industrie immer mehr an Bedeutung, z.B. für Filter, Nadeln in der Chirurgie, Schmiermittelreservoirs oder in der Druckindustrie. Für diese Anwendungen müssen die Löcher ein hohes Aspektverhältnis und oft ein Lochmuster mit hoher Dichte aufweisen.

Verfahren

Zum Bohren von Metallen mit guter Qualität und hohen Bohrraten können sowohl JenLas® disk IR70 als auch IR70E verwendet werden. Diese ns-Scheibenlaser haben hohe Abtragsraten durch hohe Pulsenergien (bis zu 7 mJ) bei variabler Pulslänge. Dadurch können thermische Effekte optimiert werden.

Kommentar

Der Jenoptik JenLas® IR70 / IR70E ist für industrielle Anforderungen konzipiert, wobei der IR70 ( mit langen ns-Impulsen ) für höchste Bohrraten und der IR70E ( mit kurzen ns-Impulsen ) für beste Qualität ausgelegt ist. Die gezeigten Anwendungen haben ähnliche Ergebnisse mit Al, Cu, Mo, Mg und Nickellegierungen.

Lasermikroschneiden von Nitinolröhrchen für medizinische Stents

Detail of a Nitinol stent

Detail eines Nitinol-Stents

Aufgabe / Problem

Nitinol, ein biokompatibles und superelastisches Formgedächtnismaterial, ermöglicht wichtige medizinische Anwendungen wie periphere Stents, Endoskope u.a. Bei der Herstellung von Stents werden kleine Nitinolröhrchen präzise, beschädigungs- und gratfrei mikrogeschnitten.Der Femtosekunden-Laser JenLas® D2.fs der Jenoptik wurde als Lichtquelle für das Stentschneiden eingesetzt und liefert Ergebnisse höchster Qualität bei gleichzeitig sehr hoher Produktivität.

Verfahren

Nitinol-Stent-Röhrchen haben typische Wandstärken von bis zu 250 μm. Schnittbreiten < 10 μm und Steilkegel sind erforderlich. Die Laserquelle JenLas® D2.fs wurde mit einer 50 mm Schneidoptik kombiniert

Ergebnis

Das Schneiden mit Femtosekunden-Impulsen funktioniert auf der Grundlage eines "Kaltablationseffekts". Dies gewährleistet gratfreie Mikroschnitte ohne Hitzeschäden im Material oder an der Oberfläche. Das Schneiden von extrem kleinen Radien und Strukturen wird unterstützt. Die geschnittenen Rohre sind bereit zum Polieren. Es wurden Schnittgeschwindigkeiten von über 250 mm/min in 250 μm dicken Rohrwänden erreicht, mit Konuswinkeln von weniger als 1°. Rückwandbeschädigungen werden durch die richtige Einstellung der Laserparameter auf die spezifischen Wandstärken und Durchmesser der Stent-Rohre verhindert.

Kommentar

Die Ergebnisse zeigen, dass die OEM-Femtosekunden-Laserquelle JenoptikJenLas® D2.fs ein ideales Werkzeug für die Mikrobearbeitung anspruchsvoller Anwendungen wie Nitinol-Stentrohren ist. Der Laser wurde für industrielle Umgebungen entwickelt und zeichnet sich durch eine hohe optische Ausgangsstabilität, < 400 fs Pulslänge und bis zu 40 μJ Pulsenergie aus.

Verarbeitung von harten und spröden Materialien

Processing industry diamond

Verarbeitung von Industriediamanten

Aufgabe / Problem

Harte und spröde Werkstoffe wie z.B. ( Diamant, Wolframcarbid, SiC ) werden überall dort eingesetzt, wo Härte, adhäsiver Verschleiß und Hochtemperaturbeständigkeit sowie chemische Beständigkeit erforderlich sind. Die Bearbeitung dieser Werkstoffe mit dem Laser bietet die Möglichkeit, die Prozessgeschwindigkeit bei noch guter Qualität zu erhöhen.

Verfahren

Um das Material mit hoher Produktivität und guter Qualität zu bearbeiten, ist es am besten, sowohl die JenLas® disk IR70E als auch die JenLas® disk IR70 zu verwenden. Wärmemanagement, Pulsenergie und Pulsdauer müssen bei diesen Materialien in der richtigen Einstellung sein, um optimale Ergebnisse zu erzielen.

Ergebnis

Wir zeigten Schnittgeschwindigkeiten von bis zu 2 m/min für 1,4 mm dickes grünes Wolframcarbid. Bei SiC erreichten wir Abtragsraten bis zu 10 mm³/ min und bei Diamant erreichten wir 3 mm³/ min. Für Wolframcarbid und SiC gibt es nach der Bearbeitung nur einen kleinen Grat.

Kommentar

Die Laserparameter können unabhängig voneinander eingestellt werden, um beste Bearbeitungsergebnisse in harten und spröden Werkstoffen ohne abrasiven Verschleiß oder zu große Krafteinwirkung auf das Material zu erzielen. Die Jenoptik JenLas® disk IR70E und IR70 sind für industrielle Anforderungen ausgelegt. Diese Laser eignen sich für die Bearbeitung dieser anspruchsvollen Materialien je nach Anforderung entweder mit langen Pulsen ( IR70 ) oder mit kurzen Pulsen ( IR70E ).

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Unsere Anwendungen im Überblick

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+49 3641 65-3053

+49 3641 65-4011

Ansprechpartner Applikationszentrum Lasermaschinen

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