Laserbohren von chemisch vorgespanntem Displayglas. (Foto: LZH)
Laserbearbeitung von Dünnglas mit zeitlich geformten Pulsen. (Foto: LZH)
Philipp von Witzendorff, Leiter der Gruppe Glas in der Abteilung Produktions- und Systemtechnik, erläutert die neuartige Bohrstrategie für Dünngläser. (Foto: LZH)
Beim Workshop zur Laserbearbeitung von Glaswerkstoffen am 6. Dezember 2016 im Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) standen aktuelle Entwicklungen und Trends im Mittelpunkt. Beachtliche Fortschritte in der Prozesstechnik und Automatisierbarkeit eröffnen viele neue Perspektiven – sowohl in technischer als auch in wirtschaftlicher Hinsicht. Davon konnten sich über 70 Hersteller, Anwender und Wissenschaftler bei der gemeinsam mit der Bayerischen Laserzentrum GmbH (blz) organisierten Veranstaltung überzeugen.
Die Glasbearbeitung mit dem Laser ist bereits in vielen Industriebereichen Stand der Technik. Dennoch besitzt dieses Technologiefeld immer noch eine hohe Dynamik. Innovative Prozesstechnik und -systeme ermöglichen daher auch zukünftig bedeutende Verbesserungen in der Bearbeitung von Dünn-, Flach- und Rohrglas.
Bearbeitungsergebnisse lassen sich heute mittels numerischer Simulation immer genauer vorhersagen. „Die Modelle sind so weit ausgereift, dass die Simulationen sehr realitätsnah sind“, berichtete Prof. Jörg Hildebrand von der Technischen Universität Ilmenau. Daneben wurde zum Ultrakurzpuls-Laserschweißen (UKP-Schweißen) der Zusammenhang zwischen Wellenlänge und Schweißnahtqualität dargestellt. Und bei den trennenden Verfahren erwiesen sich hybride Ansätze mit Laser- und Plasmastrahlung als vielversprechendes Zukunftsthema.
Qualitätssprung beim Dünnglasbohren
Um das Laserbohren von Dünnglas, zum Beispiel für Smartphone-Displays, zu optimieren, hat das Team um LZH-Gruppenleiter Philipp von Witzendorff eine neuartige Bohrstrategie entwickelt: „Unser Ziel war es, Kantenausbrüche komplett zu vermeiden – und das ist uns gelungen. Dazu kombinieren wir Einzelpulse mit verschiedenen Pulsdauern.“
Niedrigere Stückkosten dank Lasertechnik
Anschließend lag der Schwerpunkt auf Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen. „Kommerziell erhältliche Lasersysteme zum Glasschneiden bieten gegenüber mechanischen Verfahren nicht nur Qualitätsvorteile. Sie ermöglichen zudem eine signifikante Produktivitätssteigerung durch weniger Prozessschritte“, erklärte Christian Meyer von der Coherent (Deutschland) GmbH. Sogar beim Vergleich mit dem Wasserstrahl liegt der Laser vorne: Bis zu 4 mm dicke Gläser lassen sich damit pro Stück 3 Cent günstiger bohren.
Auch die Kombination von Lasern und Robotern ermöglicht vollautomatisierte Prozesse – mit einer hohen Prozesssicherheit, kürzeren Prozesszeiten und ohne Werkzeugverschleiß. Dass die fortschreitende Automatisierung und der Lasereinsatz in der Herstellung komplexer Hohlgläser die Unternehmen wirtschaftlich stärkt, bestätigte ebenfalls Jörg Zander von der Aachener Quarz-Glas Technologie Heinrich. In einem mittelständischen Betrieb hatte er die Ergebnisse aus einem Projekt mit dem LZH umgesetzt und so ein manuelles Verfahren automatisiert. Dadurch kann der Betrieb nun im Wettbewerb mit der Konkurrenz aus Asien bestehen.
Wertvolle Impulse für zahlreiche Branchen
„Die heute vorgestellten Neuerungen und Weiterentwicklungen in der laserbasierten Glasbearbeitung liefern für den chemischen Apparatebau, die Telekommunikation und viele weitere Branchen wertvolle Impulse“, fasste Dr. Oliver Suttmann, Leiter der Abteilung Produktions- und Systemtechnik am LZH, die Ergebnisse abschließend zusammen.
Zu dieser Pressemitteilung gibt es drei Bilder.
Workshopserie zur Laserbearbeitung von Glaswerkstoffen
Organisiert wird diese Workshopserie seit 2010 vom Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) und der Bayerischen Laserzentrum GmbH (blz). Die Veranstaltung findet im jährlichen Wechsel in Hannover oder Erlangen statt.
Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH)
Als unabhängiges gemeinnütziges Forschungsinstitut steht das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) für innovative Forschung, Entwicklung und Beratung. Das durch das Niedersächsische Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr geförderte LZH widmet sich der selbstlosen Förderung der angewandten Forschung auf dem Gebiet der Photonik und Lasertechnologie. 1986 gegründet arbeiten inzwischen über 170 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter am LZH.
Der Fokus des LZH liegt auf den Bereichen Optische Komponenten und Systeme, Optische Produktionstechnologien und Biomedizinische Photonik. Die interdisziplinäre Zusammenarbeit von Naturwissenschaftlern und Maschinenbauern ermöglicht innovative Ansätze für Herausforderungen verschiedenster Bereiche: von der Komponentenentwicklung für spezifische Lasersysteme bis hin zu Prozessentwicklungen für die unterschiedlichsten Laseranwendungen, zum Beispiel für die Medizintechnik oder den Leichtbau im Automobilsektor. 17 Ausgründungen sind bis heute aus dem LZH hervorgegangen. Das LZH schafft so einen starken Transfer zwischen grundlagenorientierter Wissenschaft, anwendungsnaher Forschung und Industrie.