5+4-Achs-Laserstrukturieren

Das Fraunhofer IPT bietet Ihnen Prozesswissen sowie Software- und Systemlösungen für die funktionale Laserstrukturierung von komplexen 3D-Freiformflächen mittels Kurz- und Ultrakurzpulslaser.

International Bionic Award

VDI verleiht den International Bionic Award der Schauenburg-Stiftung für beste interdisziplinäre Zusammenarbeit an das Fraunhofer IPT, gemeinsam mit der RWTH Aachen und der Johannes Kepler Universität Linz.

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Vom Mikro- zum Nanometer

In einer CAM-gesteuerten 5+4-Achs-Lasermaschine können gezielt selbstorganisierte Nanostrukturen mit einem Ultrakurzpulslaser auf Freiformflächen erzeugt und automatisiert ausgerichtet werden.

Prozedurale Strukturen

Das Fraunhofer IPT entwickelt erstmalig eine völlig neue Methodik zur Beschreibung und Programmierung von Strukturmustern für die Laseroberflächenstrukturierung.

Laserabtragen mit Kurzpulslaser und Ultrakurzpulslaser

Das Fraunhofer IPT versieht Oberflächen mithilfe von Kurz- und Ultrakurzpulslasern mit hochpräzisen, funktionalen Mikro- und sogar Nanostrukturen. Beliebige Strukturen mit lateralen Abmessungen über 10 µm werden dabei durch direkte Laserstrukturierung erzeugt. Durch selbstorganisierte Strukturierung können darüber hinaus auch kleinere, periodische Strukturen mit Abmessungen bis zu 100 nm erzeugt werden. Nahezu alle Werkstoffe lassen sich auf diese Weise bearbeiten.

Die Kurz- und Ultrakurzpulslaser betreibt das Fraunhofer IPT zurzeit in 5+4-Achs-Maschinen. In Zukunft sollen sogar Roboter als Handhabungssysteme zum Einsatz kommen. Für die anspruchsvolle 3D-Bearbeitung setzen wir auf eine vollständige Prozesskette, deren Herzstück die in unserem Hause entwickelte CAM-Lösung »CALM« ist.

Diese Softwarelösung ermöglicht es, Strukturmodelle mühelose auf reale Werkstücke zu übertragen und damit komplexe Freiformoberflächen zu strukturieren.

Unsere Leistungen

  • Laserstrukturierung komplex geformter Bauteile unter Einsatz von Kurz-und Ultrakurzpulslasern
  • Beratung zum Einsatz der Technologie für Ihre individuellen Anforderungen
  • Adaption und Integration des Prozesses in Ihre Fertigungsumgebung
  • Machbarkeits- und Wirtschaftlichkeitsstudien
  • Laserstrukturierung kleiner und mittlerer Losgrößen im Kundenauftrag

Anwendungsbeispiele

Tribologie

Durch Mikrostrukturen, die mit dem Laser in tribologische Bauteile eingebracht werden, lässt sich Reibung gezielt erhöhen oder minimieren. Zudem verringert sich der Oberflächenverschleiß durch den geringeren Abrieb deutlich.

Haptik

Die Mikrostruktur einer Oberfläche bestimmt, wie diese sich bei Kontakt anfühlt. Durch Laserstrukturierung können Oberflächen gezielt verändert werden, um die gewünschten haptischen Eigenschaften zu erreichen.

Biomedizin

Mikro-und Nanostrukturen auf Werkstoffoberflächen beeinflussen das Verhalten von Zellen und Bakterien. So kann Zellwachstum verhindert oder gefördert und sogar die Differenzierung von Stammzellen gesteuert werden.

Benetzbarkeit und Fluiddynamik

Mit Mikro- und Nanostrukturen lassen sich die Benetzungseigenschaften von Oberflächen verändern, sodass auf demselben Bauteil hydrophile und hydrophobe Oberflächenbereiche angelegt werden können. Kleinste Kapillarstrukturen können darüber hinaus einen gerichteten, passiven Flüssigkeitstransport erzeugen.

Design und Optik

Durch Laserstrukturierung können die ästhetischen und optischen Eigenschaften von Bauteiloberflächen gezielt beeinflusst werden. So lassen sich nahezu beliebig Designmuster präzise fertigen.

Diamantbearbeitung

Diamant lässt sich mit konventionellen mechanischen Fertigungsverfahren nur schwer bearbeiten. Durch Laserstrukturierung wird der Werkstoff dagegen gezielt in Graphit umgewandelt, sodass hohe Materialabtragraten möglich werden.