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Applikations- und Werkstofflabor für erfolgreiche Prozessentwicklung

Applikations- und Werkstofflabor für erfolgreiche Prozessentwicklung

Applikations- und Werkstofflabor für erfolgreiche Prozessentwicklung

Laserprozesse in Bestform

Die Abteilung Laserprozessentwicklung bietet Ihnen ein umfangreich ausgestattetes Applikations- und Werkstofflabor. Die große Auswahl an unterschiedlichsten Laserquellen, Scanköpfen und Handlingsystemen ermöglicht es passgenaue Laserprozesse für die verschiedensten kundenspezifischen Produkte, Bauteile und Materialien zu entwickeln. In Kombination mit dem hauseigenen Werkstofflabor entsteht ein effizientes Zusammenspiel von Versuchsaufbauten, Bemusterungen und fundierten Werkstück-Analysen. Unsere Kunden erhalten ein detailliertes Ergebnis über erzielbare Qualitäten und Prozesszeiten zur direkten Übertragung in den späteren Produktionsprozess und somit größtmögliche Planungs- und Investitionssicherheit.

Unsere Kompetenzbereiche

Machbarkeitsstudien und Prozessentwicklung

technolgy consulting

Durch verschiedene Versuchsreihen erproben wir die Machbarkeit neuer Bearbeitungsprozesse und Aufgabenstellungen in enger Abstimmung mit Ihnen. Die in der Studie gewonnenen Erkenntnisse und Erfahrungen fließen direkt in die bedarfsgerechte Auslegung und Abstimmung ihres Laser-Scan-Systems ein. Dabei unterstützen wir Sie auch bei Sonderlösungen, z.B. im Bereich Konstruktion oder Software.

Werkstoffanalytische Untersuchungen

Die begleitende Analyse der Laserprozesse im hauseigenen Material- und Werkstofflabor mit Schliffpräparation und Untersuchung beispielsweise am Rasterelektronen-Mikroskop gibt einen genauen Aufschluss über erreichbare Qualitäten und eventuelle Materialveränderungen während der Bearbeitung. Die Ergebnisse ermöglichen die Ermittlung optimaler Prozessparameter in der Laserprozessentwicklung.

Laserspezifische Abstimmung und Systemabnahme

Als Technologiepartner beraten wir Sie herstellerunabhängig zur Auswahl geeigneter Laserquellen und führen in unseren Demoräumen kundenspezifische Abstimmungen von Lasern und Scanköpfen sowie Systemabnahmen durch. Integratoren und Handelspartnern bieten wir an, unsere Demoräume mit ihren Kunden für gemeinsame Tests und Abnahmen mit unseren Applikationsingenieuren zu nutzen.

Schulung und Support

Unser Applikationsteam begleitet Ihr Projekt bis zur erfolgreichen Systemabnahme und steht auch darüber hinaus bei technischen Fragen jederzeit gerne zur Verfügung. Ihre Anwender unterstützen wir mit einem flexiblen, bedarfsorientierten Schulungskonzept für den erfolgreichen Betrieb unserer Scanköpfe und Laser-Scan-Systeme im Praxisalltag.

Ablauf einer Prozessentwicklung

Prozessentwicklung

Ausstattung und Anwendungen

Applikationslabor

In unserem Applikationslabor steht Ihnen eine umfangreiche Auswahl an verschiedensten Laserquellen, ARGES Scanköpfen und System-Controllern zur Verfügung. Die Ausstattung kann je nach Applikation flexibel kombiniert werden, um bedarfsorientiert und präzise auf Ihre Aufgabenstellung einzugehen. Verschiedene Handhabungssysteme, wie Roboter, XYZ-Portale oder Förderbänder, ermöglichen eine an Ihrem Produktionsprozess orientierte Mustererstellung und erleichtern den späteren Transfer in Ihre Fertigung.

Ausstattung Applikationslabor

Laser

  • Nd:YAG Laser
  • Faserlaser
  • CO2-Laser
  • Diodenlaser
  • Excimerlaser
  • Ultrakurzpulslaser

Wellenlängen

  • UV
  • VIS
  • NIR
  • FIR

Mechanische Handhabungssysteme

  • Roboter
  • XYZ-Portale
  • Rotatorische Handlingsysteme
  • Kundenspezifische Spezialaufbauten

Scanköpfe

  • ARGES-Produktpalette
  • „Customer-Specials” 

Betriebsmodi

  • Dauerstrich (CW)
  • gepulst
  • Q-switched
  • Millisekunde     
  • Microsekunde
  • Nanosekunde
  • Pikosekunde
  • Femtosekunde

Demoräume

Zum Applikationslabor gehören 4 Demoräume, die für Mustererstellungen, Testaufbauten und Systemabnahmen genutzt werden. Je nach Bedarf können einzelne Demoräume für kundenspezifische Projekte reserviert werden, um Ihr Laser-Scan-System aufzubauen. Sie haben die Möglichkeit, Abnahme- und Testprozesse mit Ihrem Projektteam oder Ihren Kunden zu begleiten. Spezifische Komponenten können von Ihnen beigestellt und von uns im Rahmen des Inbetriebnahme- und Testprozesses integriert werden.

Demoraum 1

Aufbauten und Abnahmen mit Schwerpunkt Mikrobearbeitung mit UKP Lasern
Demoraum 2

Individuelle, kundenspezifische Aufbauten und Abnahmen
Demoraum 3

Individuelle, kundenspezifische Aufbauten und Abnahmen sowie Testaufbauten für Forschungsprojekte
Demoraum 4

Robotergesteuerte Applikationen mit Schwerpunkt Schweißen und Schneiden, auch im High-Power-Bereich bis 6 kW

Werkstofflabor

Im Anschluss an eine Mustererstellung im Applikationslabor werden laserbearbeitete Proben mit verschiedenen Messgeräten und Mikroskopen untersucht, um die Bearbeitungsqualität im Detail zu überprüfen. Im Bedarfsfall werden die Parameter der Laserbearbeitung weiter verfeinert, um das bestmögliche Ergebnis zu erreichen. Gerade für die Entwicklung neuartiger Laserprozesse, die eine iterative Herangehensweise erfordern, ist durch die Kombination aus hauseigenem Applikations- und Werkstofflabor eine besonders effiziente und exakte Prozessentwicklung realisierbar.

Ausstattung Werkstofflabor

  • Rasterelektronen-Mikroskop mit EDX
  • Stereo- und Digital-Mikroskop
  • Laser Scanning Mikroskop
  • Weißlicht-Interferometer
  • Mikrohärteprüfer
  • Digitale Highspeed-Kamera
  • Rauheitsmesser (taktil, optisch)

Anwendungen

Laserschneiden

Laserschneiden beruht hauptsächlich auf dem Verdampfen des zu schneidenden Materials. Hierbei wird so viel Energie in das Werkstück eingebracht, dass es zu einem Übergang der Aggregatszustände von fest zu gasförmig kommt. Je nach Verfahren entsteht eine wärmebeeinflusste Zone, in der die Werkstoffe kurzzeitig in die schmelzflüssige Phase übergehen. 

Laserschnitte können sowohl mit gepulster als auch mit kontinuierlicher Laserstrahlung generiert werden, das Prinzip ist jedoch immer dasselbe – die Nutzung des Gasdrucks durch den schnellen Aggregatszustandswechsel und somit den Auswurf des Materials aus der Schnittfuge.

Verfahren

  • Sublimationsschneiden
  • Schmelzschneiden
  • Laserbrennschneiden
  • Feinschneiden

Anwendungen/Einsatzgebiete

  • Fein- und Mikrobearbeitung in der Elektronik und Medizintechnik
  • Industrietextilien
  • Aufkleber
  • Verpackungen
  • Solarindustrie
  • Automotive In- und Exterieur
  • Allgemeine Fertigungstechnik

Werkstoffe

  • verschiedenste Metalle
  • Keramiken
  • Kunststoffe
  • Textilien
  • Holz
  • Glas

Beispielapplikationen ARGES

  • Schneiden von Gummi oder Stoffmustern
  • PCB-Schneiden
  • Fertigung von Bauteilen höchster Güte für optische Anwendungen
  • Schneiden sensibler Metalle mittels Ultrakurzpulslaser
  • Feinstschneiden von Metallen im Designbereich
Laserschweißen

Beim Laserschweißen werden die zu verbindenden Werkstoffe durch gezielte Energieeinbringung in die schmelzflüssige Phase überführt. Mit der anschließenden Erstarrung entsteht eine dauerhafte Verbindung zwischen den Fügepartnern. Je nach Verfahren werden die Schweißnähte mit gepulster, aber meist mit kontinuierlicher Laserstrahlung generiert. Die Vorteile einer Laserschweißung liegen bei der sehr hohen Prozessgeschwindigkeit, Qualität und individuellen Formgebung der Schweißnaht, der allgemeinen Flexibilität und dem großen bearbeitbaren Werkstoffspektrum.

Verfahren

  • Feinschweißen
  • Wärmeleitungsschweißen
  • Tiefschweißen
  • Auftrags-/Reparaturschweißen
  • Remote-Schweißen
  • Kunststoffschweißen (Durchstrahlschweißen)
  • Schweißen mit variabler Nahtform

Anwendungen/Einsatzgebiete

  • Blechbearbeitung
  • Elektronik und Feinmechanik
  • Medizintechnik
  • Karosserie- und Getriebebau
  • Stahlbau
  • Automotive
  • Formenbau
  • Design und Modellbau

Werkstoffe

  • nahezu alle Metalle und Kunststoffe

Beispielapplikationen ARGES

  • Dünnblechschweißen 
  • Edelstahl-/Aluminium-/Nickelfolien
  • Ventilstößel (Teller und Schaft)
  • Brennstoffzellen 
  • Wärmetauscher
  • Akkupacks
  • Batteriegehäuse
  • Elektronikbauteile
  • Medizintechnik
  • Sensortechnik
  • Kunststoffe im Automobil- und Filterbereich
Laserbeschriften

Die Laserbeschriftung ist eines der am weitesten verbreiteten Laserverfahren. Der Individualität sind kaum Grenzen gesetzt, da nahezu alle Materialien mit den verschiedensten Strahlquellen und Verfahren beschriftet werden können. Allgemein wird mittels Laser eine bestimmte Energiemenge in die Werkstückoberfläche eingebracht und je nach Einwirkdauer oder Laserbetriebsart die gewünschte Beschriftung generiert. Dabei werden hauptsächlich die Verfahren Scannerbeschriften oder Maskenbeschriften genutzt. Der große Vorteil des Laserbeschriftens liegt in der Qualität, dem Durchsatz und der Beständigkeit der Beschriftungen.

Verfahren

  • Gravur
  • Anlassbeschriftung
  • Beschriftung durch Farbabtrag
  • Beschriftung durch Farbumschlag
  • Glasinnenbeschriftung
  • Aufschäumen
  • Verfärben

Anwendungen/Einsatzgebiete

  • Elektronische Bauteile und Gehäuse
  • Halbleiter
  • Folienbeschriftung
  • ID-Cards
  • 2D-Codes 
  • Barcodes
  • Automobilinterieur
  • Medizintechnik
  • Design
  • Allgemeine. Fertigungstechnik
  • Chemische Industrie

Werkstoffe

  • Kunststoffe
  • Metalle
  • Lacke
  • Keramiken 
  • Folien 
  • Holz 
  • Papier 
  • Glas 
  • Leder 
  • Textilien 
  • Lebensmittel

Beispielapplikationen ARGES

  • Aluminium-Rohre
  • Gehäuse- und Bauteilbeschriftung
  • Beschriften von Implantaten
  • Fingerschutzkappen
  • Not-Aus-Schilder
  • Gehäuse elektronischer Bauteile mittels Farbumschlag
  • Mikrobeschriftung optischer Komponenten
  • Hologrammfolien
  • Keramikbeschriftung
  • Barcode-Beschriftung
  • Glasinnenbeschriftung
  • Portraiterstellung auf Holz und Metallen
  • Lebensmittel: Kekse, Obst, Gemüse, allg. Backwaren
Laserperforieren

Unter Laserperforieren versteht man einen Prozess, der dem Laserbohren, speziell dem Einzelpulsbohren, sehr ähnlich ist. Die durch Perforation generierten Löcher haben typischerweise Durchmesser von wenigen µm bis hin zu 2 mm. Der Prozess wird in der Regel so gestaltet, dass die Energie eines Einzelpulses ausreicht, um die Bohrung zu erstellen. Daraus ergeben sich hohe Prozessgeschwindigkeiten und viele „On-the-Fly“ -Applikationen. Aufgrund des Anwendungsspektrums kommt dabei meist ein CO2-System zum Einsatz.

Verfahren

  • Einzelpulsperforation
  • Perkussionsperforation

Anwendungen/Einsatzgebiete

  • Verpackungsindustrie
  • Möbelindustrie
  • Genussmittelindustrie
  • Filtertechnik
  • Daten- und Fälschungssicherheit 

Werkstoffe

  • Papier
  • Kunststoff- und Metallfolien
  • Faserverbundwerkstoffe

Beispielapplikationen ARGES

  • Möbelindustrie (Küchenfront)
  • Verpackungsfolien
  • Ausweisdokumente
Laserbohren

Laserbohren beruht, ähnlich wie das Laserschneiden, auf der schnellen Einbringung enorm hoher Energiemengen in die Werkstückoberfläche. Dabei entsteht wiederum Plasma, wobei durch den Dampfdruck beim Aggregatswechsel von fest zu gasförmig das Material abgetragen und aus der entstehenden Bohrung herausgeschleudert wird. Aufgrund der neuesten Lasertechnologie sind heute Bohrprozesse ohne thermischen Einfluss möglich. Es bildet sich keine Schmelze mehr und die Kanten der Bohrungen können scharf und gratfrei generiert werden. Je nach Anwendungsfall liegt die Stärke des Laserbohrens bei der schnellen Prozesszeit, der nicht vorhandenen Krafteinwirkung oder der Generierung von Bohrungsdurchmessern und -geometrien, welche mechanisch nicht mehr herstellbar sind.  

Verfahren

  • Einzelpulsbohren
  • Trepanierbohren
  • Perkussionsbohren
  • Laserformbohren

      Anwendungen/Einsatzgebiete

      • Automotive In- und Exterieur 
      • Luftfahrtindustrie
      • Motorenbau 
      • Solarindustrie
      • Glasindustrie
      • Optische und feinmechanische Komponenten
      • Chemische Industrie
      • Medizintechnik
      • Filtertechnik

      Werkstoffe

      • Metalle
      • Keramiken
      • Diamant
      • Kunststoffe
      • Folien
      • Papier
      • Karton
      • Glas

      Beispielapplikationen ARGES

      • Einspritzdüsen (Bohren verschiedener Geometrien und Konizitäten)
      • Medizintechnische Produkte
      • Feinmechanische Bauteile
      • Pipetten
      • Paneele
      • Filter
      • Wafer
      • Optische Bauteile
      • Kunststoffwalzen
      Laserstrukturieren

      Laserstrukturieren ist ein Prozess, bei dem Oberflächen gezielt mit einer Struktur, meist nur wenige Mikrometer groß, versehen werden. Durch entsprechende Strahlablenkungssysteme und vorwiegend gepulste Laser sind die Strukturen individuell wählbar. Jedoch haben sie häufig eine ganz bestimmte Aufgabe zu erfüllen, wie zum Beispiel das Verändern des Reflexionsgrads oder die Beeinflussung der Reibungseigenschaften. Die Energieeinbringung wird entsprechend dem Ergebnis angepasst und bewegt sich in der Regel knapp unter der Verdampfungsschwelle des Werkstoffs.

      Verfahren

      • Einzelpulsstrukturierung
      • Flächenstrukturierung
      • Linienstrukturierung

      Anwendungen/Einsatzgebiete

      • Automotive
      • Motorenbau
      • Klebetechnik
      • Laserreinigen
      • Implantatchirurgie
      • Formenbau und Umformtechnik 

      Werkstoffe

      • Metalle
      • Kunststoffe

      Beispielapplikationen ARGES

      • Strukturieren von Wafern
      • Strukturieren von Motorenteilen zur Verbesserung der Tribologie
      • Strukturieren von Klebeflächen
      • Strukturieren von Werkzeugen zur besseren Anhaftung des Coating
      • Strukturieren von Bauteilen zur Generierung einer bestimmten Haptik
      • Strukturieren medizinischer Produkte (z. B. Prothesen, für besseres Anwachsverhalten)
      Oberflächenbehandlung

      Unter einer Oberflächenbehandlung mittels Laser versteht man das gezielte Ändern von technologischen Eigenschaften wie Härte, Rauheit oder Reflexionsverhalten. Die Oberflächen-Beschaffenheit eines Werkstücks kann durch eine Vielzahl von Parametern beeinflusst werden. Hierbei kommen alle üblichen Wellenlängen, Betriebsarten (gepulst – kontinuierlich), Pulsformen, -längen und -geometrien zum Einsatz.

      Verfahren

      • Laserhärten
      • Laserumschmelzen
      • Laserbeschichten
      • Laserkonditionieren
      • Laseroxidieren
      • Laserpolieren
      • Laserätzen

      Anwendungen/Einsatzgebiete

      • Automotive (hauptsächlich Motorenkomponenten wie Kurbelwellen, Nockenwellen, Zylinderlaufflächen, Pleuel)
      • Medizintechnik
      • Armaturen- und Gerätebau
      • Formenbau
      • Textilindustrie
      • Luftfahrtindustrie
      • allg. verschleißbeanspruchte Bauteile und Oberflächen

      Werkstoffe

      • Gusswerkstoffe
      • Kohlenstoffstähle
      • Korrosionsbeständige Stähle
      • Titan
      • Aluminium

      Beispielapplikationen ARGES

      • Laserkonditionieren von Zylinderlaufflächen
      • Laserkonditionieren von Armaturen (Dichtflächen)
      • Laseroxidieren von Aluminiumbauteilen (extreme Verschleißbeständigkeit)
      • Laserhärten von Miniaturbauteilen (Mikro-Schock-Härten)
      Processing-on-the-fly

      Processing-on-the-fly findet man heute in nahezu allen Automatisierungsbereichen. Grundsätzlich geht es dabei um die Laserbearbeitung bewegter Teile. Die häufigsten Anwendungen sind Beschriften und Perforieren, aber auch Schneiden und Schweißen. Die Prozesse funktionieren meist in Kombination mit Objekterfassungssystemen wie Kameras oder Lichtschranken, welche Objekte vor der Bearbeitung erkennen und die ermittelten Lagedaten mittels Softwareprogrammen an die Laserbearbeitungsstation weitergeben.

      Verfahren

      • Laserbeschriften
      • Laserperforieren
      • Lasermarkieren
      • Laserschweißen
      • Laserschneiden

       

       

      Anwendungen/Einsatzgebiete

      • Automobilindustrie
      • Luftfahrtindustrie
      • Elektonikindustrie
      • allg. Fertigungstechnik
      • Automatisierungstechnik 

      Werkstoffe

      • Kunststoffe
      • Metalle
      • Folien
      • Papier
      • Glas

      Beispielapplikationen ARGES

      • Folien mit Sicherheitsmerkmalen versehen
      • CFK-Perforation
      • Remote-Schweißen