Verbundprojekt: Optisches Mikrobearbeitungs-System für einen Femtosekunden-Laserdrehprozess; Teilprojekt: Entwicklung eines prozessangepassten Optiksystems zum Femtosekunden-Laserdrehen von zylindrischen Mikrokomponenten

Im Rahmen des Verbundprojektes wird ein Ultrakurzpulslaser basiertes Mikrobearbeitungssystem zum Laserdrehprozess aufgebaut. Gegenstand der vier Teilprojekte sind zum einen der optomechanische Prozesskopf (Fa. Topag) und eine dazu angepasste CAD/CAM Software, inkl. Steuerungselektronik (Fa. Femtika), zum anderen eine prozessangepasste Hochleistungs-Femtosekunden-Laserlichtquelle (Fa. Light Conversion). Der Hochschulpartner (HS Aschaffenburg) übernimmt die Maschinenintegration und die Prozessentwicklung. Das hier vorliegende Teilprojekt befasst sich mit der Entwicklung eines innovativen Prozesskopfes zum Femto-Laserdrehen. Der neue Ansatz basiert auf der Integration von diffraktiven Strahlformungsoptiken mit räumlicher und zeitlicher Pulsformung mit deren Hilfe prozessangepasste, adaptive Strahlprofile erzeugt werden, die einen optimierten Laserdrehprozess ermöglichen. Dabei wird der Laserstrahl tangential an das rotierende zylindrische Werkstück geführt und ermöglicht derart einen effizienten Materialabtrag mit hoher Oberflächengüte bei minimalem Wärmeeintrag. In Zusammenhang mit dem Hochleistungs-Femtosekundenlaser (250fs, 500µJ, 50W) resultieren hohe Abtragsraten und damit ein produktiver Laserdrehprozess. Damit lassen sich selbst kleinste Mikrodrehteile und Werkzeuge, wie sie z.B. in der Medizintechnik gebraucht werden, mit höchster (Oberflächen-)Qualität, Formgenauigkeit und mit großen Ausspannlängen ohne Materialverzug herstellen. Das Mikrobearbeitungssystem bzw. der Prozesskopf zum Laserdrehen kann auch in bestehende Anlagen integriert werden (retro-fit).