Laser-Mikrobearbeitung

Unsere moderne Ausstattung und unser fundiertes Know-how ermöglichen angewandte Forschung und präzise Mikro- und Feinbearbeitung mit (Ultra-)Kurzpulslasern für Anwendungen in Maschinen-, Anlagen-, Fahrzeug- und Gerätebau sowie in der Bio- und Medizintechnik. Wir bearbeiten nahezu alle Materialien – darunter Polymere, Metalle, Keramiken, transparente und biokompatible Werkstoffe – und realisieren 3D- und Flächenstrukturen im µm-Bereich. Typische Anwendungen sind Mikrobohrungen, hochgenaues Schneiden, Mikrostrukturieren zur Anpassung von Oberflächeneigenschaften, Interface-Optimierung sowie laserbasiertes Reinigen und Feinschweißen unterschiedlicher Materialkombinationen.

Ein zentraler Schwerpunkt ist die optische Laserprozesscharakterisierung mittels Hochgeschwindigkeitskameras, die detaillierte Einblicke in schnell ablaufende Prozesse liefert und unsere Prozessentwicklung unterstützt.

Wir begleiten unsere Partner von ersten Machbarkeitsstudien über die Entwicklung bis zur Serienfertigung und bringen unsere langjährige Erfahrung effizient in Industrie- und öffentlich geförderte Projekte ein.

Unser Leistungsangebot umfasst: 

  • Lasermikromaterialbearbeitung mittels kurz- und ultrakurz gepulster Laser
  • Abtragen, Strukturieren, Gravieren, Bohren, Schneiden beliebiger Materialien wie Metalle, Kunststoffe, Halbleiter, Naturstoffe, Keramiken, dünne Schichten und heterogene Werkstoffe (z. B. Faserverbundmaterialien oder mehrlagige Materialien)
  • Modifizierung der Oberflächentopografie zur Anpassung von tribologischen, chemischen, biologischen oder physikalischen Eigenschaften sowie als Interface-Gestaltung für Materialverbindungen u. a. für Faserkunststoffverbunde (Fügestellenvorbehandlung)
  • Laserreinigen und Entschichten für technische und restauratorische Anwendungen
Hochpräzises Schneiden von Quarzglaswafern.
© Fraunhofer IWS
Hochpräzises Schneiden von Quarzglaswafern.
Maßgeschneiderte, lasergenerierte Reservoirs für die Lebensdauerschmierung von Hochleistungs-Keramiklagern.
© Fraunhofer IWS
Maßgeschneiderte, lasergenerierte Reservoirs für die Lebensdauerschmierung von Hochleistungs-Keramiklagern.

Laser-Mikroschneiden

  • Kunststofffolien (z. B. PDMS, PS, PLA)  für die Herstellung von Mikrofluidiken für Lab-on-a-Chip-Systeme
  • Abformmaster aus Teflon für Imprinttechnologie und Mikrofluidikanwendungen
  • Temperatursensible Lotfolien und reaktive Multischichten für Fügeanwendungen
  • Materialverbünde, z. B. emaillierte metallische Bauteile für die Uhrenindustrie, Elektrodenmaterial aus der Batterietechnik oder Faserverbundwerkstoffe für Leichtbauanwendungen
  • Halbleitermaterialien sowie Wide-Bandgap-Halbleiter für die Elektronikfertigung
     

Laser-Mikrobohren

  • Düsenkonfigurationen
  • Blenden für optische und analytische Anwendungen
  • Elektrische Durchkontaktierungen in Keramik- und Halbleitersubstraten
  • Bohren und Perforieren von Kunststofffolien für mikrofluidische Anwendungen
     

Laser-Strukturieren

  • Maßgeschneiderte Oberflächenstrukturen erhöhen die Verbindungsfestigkeit, z. B. für hybride Materialkombinationen basierend auf faserverstärktem Kunststoff in Kombination mit Verfahren wie dem Thermischen Spritzen, Kunstoffspritzgießen, Laserdirektfügen oder Kleben. Mehr Informationen unter: Technologien für modernen Leichtbau
  • Oberflächenstrukturieren z. B. zur Optimierung tribologischer Eigenschaften wie Reibung und mikrotexturierte Oberflächen zur Performancesteigerung für Batterie- und Brennstoffzellen-Komponenten
  • Formgebung durch Materialabtrag zur Herstellung von Abform- und Zerspanungswerkzeugen aus Hartstoffen wie Keramiken oder Hartmetallen
Untersuchungen zum Reinigen brandgeschädigter, historischer Emaille-Ziffernblätter.
© Fraunhofer IWS
Untersuchungen zum Reinigen brandgeschädigter, historischer Emaille-Ziffernblätter.
Dekorativer, selektiver Abtrag von Kohlenstoffschicht mit kleinsten Details von ca. 20 µm (Lange Uhren GmbH).
© A. Lange & Söhne
Dekorativer, selektiver Abtrag von Kohlenstoffschicht mit kleinsten Details von ca. 20 µm (Lange Uhren GmbH).
Das neuartige Verfahren der Kombination von Laserbestrahlung und anschließendem Heißpressen ermöglicht u. a. die Herstellung von Wellpappe.
© Fraunhofer IWS
Das neuartige Verfahren der Kombination von Laserbestrahlung und anschließendem Heißpressen ermöglicht u. a. die Herstellung von Wellpappe.

Laser-Entschichten und Reinigen

  • Trennen von Dünnschichtsystemen beim »Scribe-Prozess« für die Dünnschichtelektronik und Dünnschichtphotovoltaik
  • Lokales, selektives Entschichten von Bauteilen zur Fügestellenvorbereitung beim Schweißen und Kleben oder bei Fehlbeschichtungen
  • Lasermikromarkieren von Komponenten
  • Laserreinigen für technische und restauratorische Anwendungen
    • Technisches Laserreinigen: Mehr Informationen unter: Fraunhofer-Netzwerk Reinigung
    • Restauratorisches Laserreinigen von Kunst- und Kulturgut
      • Laserbasierte Reinigung von Kunst- und Kulturobjekten aus Holz, Metall, Stein, Polymeren, Textilien, Materialverbünden usw.
      • Selektives Abtragen von Patina, umwelt- und gebrauchsbedingten Verschmutzungen
      • Erweiterte Kompetenzen zum Kulturguterhalt durch die Mitarbeit in der
        FALKE – Forschungsallianz Kulturerbe
  • Dekorative Gestaltung durch Abtragen transparenter, blauer Kohlenstoffschichten auf Bauteilen hochwertiger mechanischer Uhren

Laser-Funktionalisieren und -Modifizieren

  • Erzeugung von funktionellen Gruppen durch Laserbestrahlung unter Reaktivgasatmosphäre
  • Anregen der Polymerisation von Monomeren
     

Hochgeschwindigkeitskameratechnik

  • Prozessanalyse an hochdynamischen Prozessen wie dem Remote-Laserstrahlschneiden, Rapid Prototyping und Laserstrahlschweißen
     

Laserbasiertes Fügen von Papier

  • Neuartige Fügetechnologie ohne den Einsatz von Klebstoffen oder anderer Fremdstoffe
  • Für recyclinggerechte, nachhaltige Verpackungen und Papierprodukte
  • Laserbestrahlung modifiziert die Papieroberfläche ermöglicht so ein direktes Siegeln der Papiere