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Laserstrukturierung

Beim Strukturieren erzeugt der Laser regelmäßig angeordnete Geometrien in der Schicht bzw. im Grundmaterial, sodass die technische Eigenschaft gezielt verändert wird und eine neue Funktionalität entsteht. So kommt der Laser beispielsweise beim Aufrauhen oder Einbringen von (Öl-) Näpfchen für definierte Gleiteigenschaften zum Einsatz. Das einzelne Element einer solchen Struktur ist oft nur einige Mikrometer groß. Kurze Laserpulse mit sehr hohen Pulsleistungen erzeugen derart hohe Energiedichten, dass das Material überwiegend direkt verdampft (sublimiert). Dabei erzeugt jeder Laserpuls eine kleine Vertiefung; die Schmelze wird vorwiegend vermieden.

Durch Laserstrukturieren werden gewisse Eigenschaften erzeugt, die zum Beispiel die Reibungseigenschaften oder die elektrische bzw. thermische Leitfähigkeit beeinflussen. Außerdem erhöht die Laserstrukturierung die Klebefestigkeit und Langlebigkeit des Werkstücks.

Wo liegen die Vorteile der Laserstrukturierung von Oberflächen?

Umweltschonend

Beim Strukturieren von Oberflächen mit dem Laser werden keine zusätzlichen Strahl- oder chemische Mittel benötigt, die aufwändig und teuer entsorgt werden müssten.

Reproduzierbar und präzise

Der Laser erzielt kontrollierte, mikrometergenaue Strukturen, die sehr einfach reproduzierbar sind.

Wartungsarm

Im Gegensatz zu mechanischen Werkzeugen, die schnell verschleißen können, arbeitet der Laser berührungslos und damit absolut verschleißfrei.

Nachbearbeitungsfrei

Durch die Laserbearbeitung befinden sich keine Schmelze oder sonstigen Bearbeitungsrückstände auf dem Bauteil.

Wie funktioniert das Verfahren der Laserstrukturierung von Metall?

Beim Laserstrukturieren werden regelmäßig angeordnete Geometrien mit Hilfe von Laserstrahlung (meist gepulst) reproduzierbar in Oberflächen erzeugt. Das Material wird durch den Laserstrahl kontrolliert aufgeschmolzen und erstarrt durch eine geeignete Prozessführung in einer definierten Struktur.

1. Die Laserstrahlung trifft auf die Werkstückoberfläche.
2. Die Laserstrahlung erhitzt das absorbierende Material.
3. Durch die Erstarrung der Schmelze werden Strukturen erzeugt.

Optimale Vorbereitung von Klebeflächen durch Laserreinigung und Laserstrukturierung

Ask the Expert: Laserstrukturieren

Unser Experte erklärt Ihnen, wie Laserstrukturieren funktioniert, wo es zum Einsatz kommt und welche Ausrüstung Sie dafür benötigen. 

Typische Anwendungen der Laserstrukturierung

Haftung und Langzeitstabilität der Klebeverbindung durch Laserreinigung und Strukturierung

Beim Kleben ist die Oberflächenvorbehandlung und -Vorbereitung mit dem Laser ein wichtiger Teil der Prozesskette und eine effektive und umweltfreundliche Alternative zu konventionellen Vorbereitungsverfahren. Reinigung und Strukturierung: TRUMPF; Klebstoff: DELO.

Laserstrukturieren zur Klebevorbereitung

Klebetechniken erfordern saubere und leicht strukturierte Oberflächen. Das Strukturieren und Reinigen erfolgt in einem Prozesschritt mit dem Laser vor dem Kleben – lokal an der Fügestelle. Durch die Strukturierung wird eine bessere Benetzbarkeit mit dem Klebstoff erzielt. Dadurch erhöht sich die Haftung und Langzeitstabilität der Klebeverbindung. Dieses Laserverfahren lässt sich leicht in automatisierte Produktionslinien integrieren.

Laserstrukturieren eines Pleuels

Durch Laserstrukturierungen lassen sich die tribologischen Eigenschaften von Funktionsflächen präzise verbessern. Zum Einsatz kommt dieses Verfahren zum Beispiel bei der Herstellung von Automobilbauteilen.

Strukturieren für kraft- und formschlüssige Metall-Kunststoff-Verbindungen

Der Laser erzeugt im metallischen Fügepartner Mikrostrukturen mit Hinterschnitten, die eine Verkrallung des Kunststoffs in der Metalloberfläche ermöglichen. Eingesetzt wird dieses Verfahren zum Beispiel bei der Herstellung von Automobilbauteilen oder Weißer Ware. Im Leichtbau nehmen Metall-Kunststoff-Verbindungen zunehmend eine wichtige Rolle ein, da sie die hohe Festigkeit und Steifigkeit von Metallen mit dem geringen Gewicht und der großen Designfreiheit von Kunststoffen vereinen.

Strukturierung für kraft- und formschlüssige Verbindungen in Wärmetauschern

Der Laser erzeugt im metallischen Fügepartner Mikrostrukturen mit Hinterschnitten, die eine Verkrallung des Kunststoffs in der Metalloberfläche ermöglichen. Solche Verbindungen finden sich in Kühl- und Heizsystemen wieder, so zum Beispiel bei der Batteriesystemkühlung im Battery Pack. Sie sorgt für optimale Betriebsbedingungen.

 

Diese Laser eigenen sich zur Laserstrukturierung

TruMicro Serie 7000

Spezialist für große Flächen

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Beschriftungslaser

Wir bieten Ihnen eine große Auswahl an Beschriftungslasern in den verschiedensten Leistungsklassen und mit allen gängigen Wellenlängen (infrarot, grün, ultraviolett).

TruPulse nano Serie

Unsere gepulsten Faserlaser TruPulse nano mit GTWave- und PulseTune-Technologie zählen zu den vielseitigsten Industrielasern im TRUMPF Portfolio.

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