Merkblatt DVS 3271 (10/2021)

Ultrakurzpulslaser (UKP) - Laserverfahren in der Fertigung

Wie mit anderen Laserstrahlarten auch, können mit dem Ultrakurzpulslaser (UKP-Laser) Werkstücke gebohrt, geschnitten und an der Oberfläche strukturiert werden. Gläser und Keramiken können mit UKP-Systemen auch verschweißt werden. Es lassen sich alle Materialgruppen (Metalle, Halbleiter, Dielektrika, Organische Stoffe, Oxide, Keramiken, Gläser, etc.) bearbeiten. Die Vorteile gegenüber anderen Laserstrahlarten sind dabei: • Es lassen sich lateral mikroskopische Strukturgrößen erzeugen; bis hinunter zu wenigen Mikrometern. • Die Bearbeitung hängt kaum von den spektralen Eigenschaften (Absorption/Reflektion) des Werkstücks ab. • Das Werkstück wird – je nach Bearbeitungsgeschwindigkeit – nicht thermisch belastet. • Transparente Werkstoffe können wahlweise an der Oberfläche oder im Volumen bearbeitet werden. • Der Tiefenabtrag ist sehr präzise steuerbar; deutlich unterhalb von 1 Mikrometer. Die Nachteile der UKP-Technik bestehen in den relativ hohen Kosten und der vergleichsweise geringen Bearbeitungsgeschwindigkeit beim Abtrag. Obwohl manche Hersteller für 100 W UKP-Laser eine Abtrags-Produktivität von bis zu 50 mm3/min angeben, hängen die tatsächlich erreichten Abtragsraten stark von der benötigten Qualität ab. Für einen präzisen Mikroabtrag ist je nach Material eine Größenordnung von 1 bis 10 mm3/min realistisch. Dieses Merkblatt liefert einen Überblick über die Verfahren, die aktuell am Markt eingesetzt werden.