Laserbohren |
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Der Laserstrahl erzeugt berührungslos feinste bis größere
Löcher in Metallen, Kunststoffen, Papier und in Steinen |
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Zu
den ersten Anwendungen gehörte in den 1960er Jahren das
Bohren von Uhrsteinen, auf denen die Mechanik von Uhren
gelagert ist, und das Bohren von Diamantziehsteinen, mit
denen Metalldrähte gezogen werden. Später kam das Bohren
von Turbinenschaufeln für Flugzeugtriebwerke hinzu. Seit
dem Ende der 1990er Jahre entstehen neue Anwendungen,
wie das Bohren von Einspritzdüsen für Motoren oder das
Perforieren von Verpackungsfolien. |
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Das Prinzip des Laserbohrens: Der Laser schmilzt und verdampft das Material. Der Dampfdruck treibt die Schmelze aus dem Loch |
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Ein kurzer Laserpuls mit hoher Leistungsdichte bringt beim Bohren die Energie in sehr kurzer Zeit in das Werkstück. Dadurch schmilzt und verdampft das Material. Je größer die Pulsenergie ist, desto mehr Material schmilzt und verdampft. Beim Verdampfen vergrößert sich das Materialvolumen im Bohrloch schlagartig, und ein hoher Druck entsteht. Der Dampfdruck treibt das aufgeschmolzene Material aus dem Bohrloch. Spritzer und Dampf schießen nach oben in Richtung Bearbeitungsoptik. Wenn der Laserstrahl das Werkstück vollständig durchbohrt, treten sie auch nach unten aus. Damit die Bearbeitungsoptik nicht beschädigt wird, sorgen Maschinenhersteller für einen großen Abstand zwischen Optik und Werkstück. Ein koaxialer Gasstrom kann zusätzlich eingesetzt werden, um Spritzer von der Optik fernzuhalten. |
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Laserbohren eines Pleuels. Durch die Bohrung gelangen später Schmierstoffe auf die Lauffläche. |
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BohrverfahrenIm Laufe der Zeit haben sich aus dem
Grundprinzip mehrere Bohrverfahren entwickelt: Einzelpuls und
Perkussionsbohren sowie Trepanieren und Helixbohren. Welches Bohrverfahren eingesetzt
wird, hängt von den Anforderungen an die Geometrie und die
Qualität der Bohrung sowie von vorgegebenen Taktzeiten ab.
Einzelpulsbohren wird eingesetzt, wenn viele Löcher in kurzer
Zeit erzeugt werden sollen. Perkussionsbohren eignet sich für
kleine Lochdurchmesser oder große Tiefen. Trepanieren und
Helixbohren erlauben beliebig große Durchmesser. Je mehr
Pulse benötigt werden, desto länger ist die Bohrzeit. |
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Einzelpulsbohren und Perkussionsbohren