Hart, spröde und transparent: Der Laser bezwingt auch Glas

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Nr. 10
24. Februar 2016
Hart, spröde und transparent: Der Laser bezwingt auch Glas
Innovative Lasertechnologien ermöglichen noch bessere Schnittkanten und
höhere Produktivität beim Bearbeiten spröder Werkstoffe
Mit dem Erfolg der Smartphones, Tablet-PCs und Co. hat die Bedeutung der
Glasbearbeitung stark zugenommen. Während herkömmliche Schneidverfahren
dabei an ihre Grenzen stoßen, eignet sich der Laser sehr gut, um dünne,
gehärtete genauso wie nicht gehärtete Display-Glasscheiben mit hoher Qualität
und Produktivität zuzuschneiden. Wer nach Expertise und wirtschaftlichen
Lösungen für die Laserbearbeitung spröder Werkstoffe sucht, der wird auf der
internationalen Fachmesse LASYS 2016 vom 31. Mai bis 2. Juni in Stuttgart gut
beraten, deren Fokus ausschließlich auf der Laser-Materialbearbeitung liegt. Sehr
anwendungsorientiert präsentieren dann rund 200 Aussteller neueste
Laser-Fertigungssysteme, laserspezifische Komponenten sowie Subsysteme und
zwar branchen- und materialübergreifend.
Saubere Schnittkanten, kaum Nacharbeit
Lasersysteme sind bekannt dafür, nahezu alle Materialien bearbeiten zu können,
dennoch stellen harte, spröde und transparente Werkstoffe wie Glas, Saphir, Acryl
oder Keramik eine besondere Herausforderung dar. „Beim Schneiden von Glas
und Keramik geht es um saubere Schnittkanten, hohe Präzision, Langzeitstabilität
und genauso um die Verschleißfreiheit der Bearbeitungswerkzeuge“, sagt Georg
Hofner, Sprecher des Vorstands des LASYS-Ausstellers Scanlab. Die
charakteristischen Eigenschaften von Glas fordern Lasersysteme besonders heraus,
denn Glas ist spröde, für sichtbares Licht transparent, besitzt eine geringe
Wärmeleitfähigkeit und neigt bei ungleichmäßiger Erwärmung zu Spannungen,
die zu Rissen führen können. „Gehärtete Deckgläser von Smartphones lassen sich
beispielsweise mit herkömmlichen Verfahren fast gar nicht schneiden. Hier bietet
nur der Laser die Chance auf effiziente und wirtschaftliche Schneidverfahren“, sagt
Christof Siebert, Leiter Branchenmanagement Mikrobearbeitung bei Trumpf
Laser- und Systemtechnik. Als unflexibel erweise sich dem Trumpf-Experten
zufolge das Schneiden mit Diamanträdern. Variable Konturen könnten damit nur
schwer erzeugt werden. Und beim Fräsen entstünden Risse, was zu einer
intensiven Nacharbeit und damit zu höherem Kostenaufwand führe. In den
vergangenen Jahren hat sich herausgestellt, dass Ultrakurzpulslasersysteme
(UKP-Laser) für die Bearbeitung spröder und transparenter Materialien ideal
geeignet sind. „Die ultrakurzen Pulse im Piko- und Femtosekundenbereich
bringen keine Wärme ein und eine geschickte Prozessführung führt zu hohen
Schneidgeschwindigkeiten. Unsere mehrfach geregelten Laser schneiden mit
hoher Prozesssicherheit“, erklärt Siebert weiter.
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Beliebige Konturen dank Scan-Systeme
Für eine hohe Qualität der Schnittkanten und flexibles, wirtschaftliches Arbeiten
sorgen zum Beispiel auch eingesetzte Scan-Systeme, wie die von Scanlab. „Durch
die Kombination von UKP-Lasern mit Scan-Systemen kann eine quasi simultane
Bearbeitung ausgeführt werden. Dank der „kalten“ Ablation über einen Scanner
wird das zu schneidende Material – beispielsweise Saphirglas – nicht
aufgeschmolzen, sondern verdampft. Der Prozess erfolgt durch mehrmaliges,
exaktes Abfahren der Kontur mit dem Scanner und stellt hohe Anforderungen an
Präzision und Wiederholgenauigkeit des Scan-Systems“, konstatiert Hofner. Ihm
zufolge eignen sich für spröde und transparente Materialien am besten
Scan-Köpfe mit besonders hoher Dynamik und innovativer Steuerungstechnologie.
„Das Scan-System beschleunigt mit Hilfe einer vorab berechneten Soll-Trajektorie,
stets mit der maximal möglichen Beschleunigung und vermeidet somit
Schleppverzugsfehler und Ungenauigkeiten in der Bearbeitung“, erklärt Hofner
weiter.
Neue Technologie spart Zeit und Kosten
Mit einer neuen Technologie wartet der LASYS-Aussteller Rofin auf. Dr. Roland
Mayerhofer, Hauptabteilungsleiter Forschung, Entwicklung, Konstruktion bei Rofin
Baasel Lasertech erklärt: „Unser Lasersystem SmartCleave verwendet ultrakurze
Laserpulse mit speziell optimierten Eigenschaften. Ein Laser-Filamentprozess sorgt
dafür, dass spröde und durchsichtige Materialien in einem extrem schnellen,
rückstandsfreien Prozess ohne Schnittfuge getrennt werden.“ Das Verfahren
ermöglicht auch das Schneiden beliebiger Konturen, selbst mit kleinen Radien, in
einem Durchlauf. „Dieser neue Prozess ist der intelligente Weg, um zeit-, kosten-,
und arbeitsintensive mechanische Nachbearbeitungsverfahren auf wenige Schritte
zu reduzieren“, meint Dr. Mayerhofer. Durch derartige neue Technologien öffnen
sich gewaltige Einsatzfelder: Der Anwendungsbereich umfasst unter anderem
Smartphone-Displays aus gehärtetem und nicht gehärtetem Glas oder Saphirglas,
TV-, Computer- und Tablet-Displays, LED- und OLED-Produkte und andere
Mikroelektronikkomponenten, Glassubstrate für integrierte Schaltungen, optische
Komponenten, Uhren, medizinische Geräte, Architektur- und Haushaltsglas sowie
Halbleiter oder Keramiken.
Wirtschaftlich, ob Einzel- oder Serienfertigung
In der grafischen Industrie und vielen anderen Branchen fühlt sich der
LASYS-Aussteller Wallburg zuhause. „Mit unseren Systemlösungen zum Schneiden
etwa von Glas und Acryl ist ein präzises und wirtschaftliches Arbeiten möglich,
denn sie sind flexibel einsetzbar und sowohl für die Einzelproduktion als auch
Großserienfertigung bestens geeignet“, sagt Jürgen Wallburg, Geschäftsführer
der gleichnamigen Firma. Beim Schneiden von Acryl kommt es besonders darauf
an, das richtige Material zu verwenden, um Spannungsrisse zu vermeiden. „Zudem
sollte das Lasersystem fein regelbar sein und mit einem hohen Puls arbeiten“,
ergänzt Wallburg, „damit die Schnittkante sauber und schmal bleibt.“
LASYS 2016 mit umfassendem Portfolio
Die Laserbranche ist eine sehr innovative Branche, was die LASYS 2016
widerspiegeln wird. Durch die Weiterentwicklung von Lasersystemen lassen sich
spröde Werkstoffe zunehmend wirtschaftlicher bearbeiten. Doch das ist nur ein
kleiner Ausschnitt aus dem umfassenden Portfolio der Laser-Materialbearbeitung,
das auf der LASYS 2016 geboten wird. Ein reichhaltiges Rahmenprogramm
begleitet zudem die Ausstellung. Eine Besonderheit sind dabei die Stuttgarter
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Lasertage SLT, die eine Brücke zwischen Forschung und Industrie bilden.
Über die LASYS
Die LASYS fokussiert sich als einzige internationale Fachmesse konsequent auf
Systemlösungen für die Laser-Materialbearbeitung. Seit dem Messestart im Jahr
2008 hat sie sich erfolgreich als Anwenderplattform für neueste Lasersysteme,
-anlagen, und -verfahren etabliert. Branchen- und materialübergreifend spricht die
LASYS insbesondere Entscheidungsträger aus der internationalen Industrie an. Im
Mittelpunkt stehen dabei alle bewährten, aber auch innovative
Fertigungsverfahren, Applikationen und Einsatzmöglichkeiten des Lasers in der
industriellen Fertigung.
Zeitgleich zur LASYS 2016 finden auf dem Stuttgarter Messegelände weitere
Fachmessen statt, die Synergien für die Besucher bereithalten: die
Automotive-Shows mit der Automotive Testing Expo Europe, die Engine Expo,
die Automotive Interiors Expo, die Global Automotive Components and Suppliers
Expo und das Autonomous Vehicle Test & Development Symposium sowie die
O&S, internationale Fachmesse für Oberflächen und Schichten, und die
parts2clean, internationale Leitmesse für industrielle Teile- und
Oberflächenreinigung. Ideeller Träger der LASYS ist der VDMA.
Die LASYS findet vom 31. Mai bis 02. Juni 2016 auf dem Stuttgarter
Messegelände statt. Weitere Informationen unter www.lasys-messe.de.
Twitter: www.twitter.com/Lasys_TradeFair
Bildunterschriften:
Las_16_PM9_Scanlab:
Das Scan-System excelliSCAN vom LASYS-Aussteller Scanlab besitzt eine
SCANahead-Regelung und erfüllt die hohen Anforderungen an Präzision und
Wiederholgenauigkeit beim Schneiden spröder Werkstoffe.
Las_16_PM9_Trumpf_TOP-Cleave-optics:
Mit einer neu entwickelten Optik TOP Cleave erreichen die TruMicro-Laser des
LASYS-Ausstellers Trumpf bei einer Dicke von bis zu 700 µm eine
Trenngeschwindigkeit von bis zu einem Meter pro Sekunde – einhundert Mal
schneller als ohne.
Las_16_PM9_Trumpf_Glass_cutting_TruMicro:
Statt Glas ablativ zu schneiden, gibt es bei Trumpf nun die Material-Modifikation,
um speziell dünne, gehärtete Gläser zu trennen. UKP-Laserstrahlen fokussieren
das Innere des Glases, es reißt glatt und kontrolliert – auf den
Hundertstelmillimeter genau.
Las_16_PM9_Rofin_MPS_Advanced_01:
Die MPS Advanced des LASYS-Ausstellers Rofin Baasel Lasertech bietet eine
geräumige Arbeitskammer für eine vielseitige und produktive
Laser-Materialbearbeitung, zum Beispiel von Glas oder Saphirglas.
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Las_16_PM9_Rofin_/ Las_16_PM9_Rofin_laser_glass_cutting:
Das neue Verfahren SmartCleave von Rofin ermöglicht das Schneiden beliebiger
Konturen in einem Durchlauf, selbst mit kleinen Radien.
Las_16_PM9_Wallburg:
Ausgestattet mit der Laserröhre von Synrad, erzeugen die Lasersysteme des
LASYS-Ausstellers Wallburg besonders glatte und saubere Kanten und Gravuren,
nicht nur bei Acryl und Glas, sondern auch bei Leder, Holz, Kartonagen,
Schaumstoff und anderen Werkstoffen.
www.messe-stuttgart.de/lasys/journalisten/pressematerial
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