Techniklexikon

Materialbearbeitung mit Lasern

Verfahren wie Schneiden, Bohren, Schweissen und Oberflächenbehandlung, für die sich aufgrund der hohen Energiedichten fokussierte Laserstrahlen besonders eignen.

Zum Laserschneiden, dem industriell am häufigsten eingesetzten Verfahren, wird der Werkstoff lokal durch einen fokussierten Laserstrahl aufgeschmolzen und anschliessend durch einen Gasstrom, der konzentrisch zum Laserstrahl verläuft, ausgeblasen. Beim Laserschmelzschneiden wird zum Ausblasen Stickstoff eingesetzt, um eine möglichst oxidfreie Schnittfläche zu erhalten. Setzt man dagegen Sauerstoff als Ausblasgas ein, spricht man vom Laserbrennschneiden, wobei durch die Oxidation der Schmelze ein zusätzlicher Energiebeitrag geleistet wird.

Beim Generieren mit Laserstrahlung wird gezielt Material eines Werkstoffes aufgebracht, um eine dreidimensionale Prototypstruktur aus einem Werkstoff zu erzeugen. Der Werkstoff wird in Form eines feinen Pulvers in einem Inertgas (z.B. Argon) an die Bearbeitungsstelle geleitet, wo es durch einen fokussierten Laserstrahl durch lokales Aufschmelzen mit dem darunter liegenden Material verbunden wird.

Für eine Oberflächenbehandlung wird eine Oberfläche durch einen Lasereinschmelzprozess eines Zusatzstoffes veredelt, der entweder reaktiv (mit der zusätzlichen Energie einer exothermen Reaktion) oder nicht reaktiv abläuft. Die aufgebrachten Substrate und die an dem Prozess beteiligten Gase werden so gewählt, dass an der Oberfläche eine neue Phase entsteht, die sich durch eine besondere Härte auszeichnet.