Mikro-Gravur von Oberflächen

Aufgrund der guten Fokussierbarkeit des Ultrakurzpuls-Lasers können präzise Gravuren in beliebigen Materialien mit großer Gestaltungsfreiheit in der Geometrie und Oberflächengüte hergestellt werden. Dabei sind Oberflächenrauigkeiten von Ra < 1 µm mit dem UKP-Laser realisiberbar. Die Tiefe der lasergravierten Geometrien kann grundsätzlich wenige 100 nm bis einige 100 µm betragen. Die minimalen Geometriebreiten liegen im Bereich von wenigen 10 µm mit einer Toleranz von weniger als 2 µm.

Detailreiche Gravur dank der Flexibilität und der guten Fokussierbarkeit des Werkzeugs Laser. Die erreichbaren Genauigkeiten liegen im µm-Bereich in allen drei Dimensionen.

Hochqualitative Bearbeitung. Dank minimalem Wärmeeintrag bei der Bearbeitung mit dem Ultrakurzpuls-Laser werden qualitätsmindernde Effekte verhindert. So kann beispielsweise die Ausbildung eines Grats vermieden werden.
Geringe Rauigkeit (Ra < 1µm möglich) der lasergravierten Oberflächen.

 Das Mikrogravieren mit dem Ultrakurzpuls-Laser ist geeignet zur Herstellung von feinen, dreidimensionalen Geometrien. Pro Laserpuls wird weniger als 1 µm an Material entfernt wird, wodurch sich eine entsprechende Tiefenauflösung der herstellbaren Gravuren ergibt. Dabei sind Oberflächenrauigkeiten von Ra < 1 µm mit dem UKP-Laser realisierbar. Die Tiefe der lasergravierten Geometrien kann grundsätzlich wenige 100 nm bis einige 100 µm betragen. Die Geometriebreiten liegen im Bereich von wenigen 10 µm bis zu mehreren 10 mm. Vorlage für die Gravur sind typischerweise dxf-Dateien, in denen die zu erzeugenden Geometrien gespeichert sind. Es ist aber auch möglich, 3D-Modelle in Form einer STL-Datei zu importieren. Dabei wird das Volumen- in ein Schichtmodell umgewandelt und das Material schichtweise mit dem Ultrakurzpuls-Laser abgetragen. Auf diese Weise entsteht schrittweise eine Negativform des ursprünglichen Modells. Dank des Verfahrens der Zylindermanteltransformation und bei vorhandener Drehachse können Gravuren auch auf gekrümmten Oberflächen erzeugt werden.

Im Gegensatz zu etablierter Fertigungsverfahren erfolgt die Bearbeitung hierbei kraftfrei, sodass auch bei kleinen Radien und hohen Aspektverhältnissen kein Werkzeugverschleiß erfolgt. Weiterhin kann Material unabhängig von der elektrischen Leitfähigkeit des Materials entfernt werden, sodass neben Metallen auch Keramiken und transparente Materialien graviert werden können. Mögliche Anwendungen umfassen die Gravur von Designelementen auf Sichtflächen oder von Stempeln, das Fertigen von Spritzguss-Formen zur Herstellung von Lab-on-a-chip Elementen sowie die gezielte Strukturierung von Oberflächen zur Änderung von dessen tribologischen Eigenschaften. Neben den makroskopischen Abmessungen einer Gravur können auch die Oberflächeneigenschaften des Fräsgrundes definiert werden. Glatte Oberflächen mit Rauigkeiten von 100 nm und weniger sind ebenso herstellbar wie eine definierte, regelmäßige Oberflächenstruktur im Mikrometerbereich.

In der Folgenden Bildergalerie sind verschiedene Aufnahmen einer beispielhafte Mikro-Gravur dargestellt. Diese Aufnahmen demonstrieren die Präzision, welche mit dem Ultrakurzpuls-Laser erreichbar ist. Ob der Ultrakurzpuls-Laser das richtige Werkzeug für Ihre Anwendung ist, diskutieren wir gerne mit Ihnen in einem kostenfreien Erstgespräch! Falls Sie sich für das Mikrogravieren interessieren, freuen wir uns auf Ihre Nachricht!