Einführung in die Laserreinigungstechnologie

Die Laserreinigung kann auf ein bestimmtes Muster oder eine ganze Oberfläche angewendet werden. Das Verfahren ist äußerst vielseitig und wird in verschiedenen Branchen eingesetzt, wie beispielsweise in der Automobilindustrie, Medizintechnik, Halbleiterindustrie, Elektrofahrzeug- und Batterieherstellung. Zudem gewährleistet die Laserreinigung eine hohe Qualität bei allen Teilen, da Fremdkörper wie Schmutz, Öl, Farbe, Rost, Oxid, Emaille, übergossener Kunststoff, Elektrolytlösung und Grate sicher entfernt werden, ohne das Produkt zu beschädigen. Diese Methode kann die Kosten niedriger halten und zudem die Effizienz des gesamten Fertigungsprozesses steigern.

Durch die Kombination der hohen Ausgangsleistung eines Faserlasersystems mit der extrem hohen Spitzenleistung eines YVO4-Systems, bietet die Modellreihe MD-X von KEYENCE eine erstaunliche Flexibilität sowie hohe Leistungen, unabhängig von den jeweiligen Abtragsanforderungen. Der Vorteil der intelligenten Positionierung durch die in der Modellreihe integrierten Multifunktionskamera, besteht darin, dass Positonsproblematiken der Geschichte angehören. Mühsame Platzierungsprozesse entfallen und eine versehentliche Bearbeitung im falschen Bereich wird ausgeschlossen.

Die Autofokus-Funktion arbeitet mit der 3-Achsen-Steuerung zusammen, um die Vorteile der Flexibilität noch stärker hervorzuheben. Die 3-Achsen-Steuerung trägt nicht nur dazu bei, selbst schwer erreichbare Zielpunkte abzutragen; der Autofokus hilft auch bei der Positionierung. Der Hybridlaser hat sich aufgrund seiner hohen Ausgangsleistung und kurzen Pulsbreite als optimales System für den Laserabtrag erwiesen.

Die kürzere Wellenlänge (355 nm) des MD-U ermöglicht eine Kaltmarkierung und -bearbeitung mit minimaler Wärmebelastung. Die 3-Achsen-Steuerung ermöglicht dem MD-U, ein größeres Feld zu beschriften und auch unterschiedlich große Teile oder schwierige Geometrien zu markieren.

Die Laserreinigung birgt oft das Problem der Oberflächenbeschädigung. Mit der UV-Technologie kann dieses Problem jedoch ausgeräumt werden. Die Modellreihe MD-U hat aufgrund ihrer kürzeren Wellenlänge einen kleineren Strahldurchmesser als Faser- oder CO₂-Lasermarkierer. Dadurch wird eine höhere Genauigkeit, Wiederholbarkeit und Präzision erreicht, die bei der Laserreinigung wichtig sind.

Vor dem Schweißen oder Auftragen eines Klebstoffs kann die Laserreinigung zu einer deutlich stärkeren Verbindung bzw. Schweißung zwischen den Teilen führen. Durch die Laserreinigung entsteht eine größere Oberfläche und Struktur, an der der Klebstoff oder die Schweißnaht besser haften kann. Dieser Effekt wird oft als „Verankerung“ bezeichnet.

Beim Auftragen von Klebstoff oder anderen Flüssigkeiten auf eine Oberfläche ist es oft schwierig, die Verteilung zu kontrollieren, da die Flüssigkeit selbst bindet. Durch eine vorherige Reinigung der Oberfläche mit einem Laser kann der Klebstoff gleichmäßiger aufgetragen werden und Pfützenbildung vermieden werden. Ein weiterer Vorteil der Laserreinigung vor dem Auftragen ist, dass der Laser die Oberfläche leicht mit jedem gewünschten Muster reinigen kann. Dadurch entsteht eine stärkere Verbindung und es wird weniger Klebstoff auf jedem Werkstück benötigt. Dieser Effekt wird oft als „Benetzbarkeit“ bezeichnet.

In der Produktion ist die Vorverarbeitung ein entscheidender Schritt, bei dem Laserbearbeitungstechnologien eine zentrale Rolle spielen. Durch den Einsatz von Lasern können Materialien präzise geschnitten, graviert oder markiert werden, um sie optimal für die nachfolgenden Fertigungsschritte vorzubereiten.

In der Nachbearbeitung ist die Laserbearbeitung ein Werkzeug zur Veredelung und Qualitätskontrolle von Produkten. Sie wird eingesetzt, um präzise Oberflächenbearbeitungen wie das Abtragen von überschüssigem Material oder das Anbringen feiner Markierungen durchzuführen. Diese Prozesse verbessern die Oberflächenqualität und tragen zur ästhetischen und funktionalen Perfektion des Endprodukts bei. Das Risiko von Beschädigungen wird minimiert und die Haltbarkeit der Produkte erhöht.

Ein Grat ist ein kleines, unerwünschtes Materialstück oder eine erhobene Kante, die nach einem Teil des Herstellungsprozesses noch am Produkt vorhanden ist. Grate können die erwartete Lebensdauer eines Produkts verkürzen oder das Korrosionsrisiko erhöhen. In Situationen, in denen sie sich auf Platinen oder anderen elektronischen Komponenten befinden, können sie konzentrierte Punkte für elektrische Ladung bilden, was zu einem Risiko elektrostatischer Entladung führt. Die Laserreinigung ermöglicht eine schnelle und effektive Entfernung von Graten. Dabei wird das Risiko von Ausschuss oder fehlerhaften Produkten während des Fertigungsprozesses beseitigt.

In der Automobilindustrie spielt die Laserreinigung eine wichtige Rolle bei Fertigungsprozessen und hilft auch bei der Wartung und Restaurierung von Fahrzeugen und Fahrzeugkomponenten.

Die Laserreinigung wird in der Fertigung eingesetzt, um Oberflächen vor dem Auftragen von Beschichtungen oder Klebstoffen frei von Verunreinigungen zu machen. Dadurch werden die Qualität und Haltbarkeit des Endprodukts erhöht. Auch bei der Fahrzeugwartung und -restaurierung kommt die Laserreinigung zum Einsatz, um Rost, Farbe und Korrosion von Fahrzeugteilen wie Motorkomponenten, Bremssätteln und dem Fahrgestell zu entfernen. Das Verfahren ist nicht abrasiv und hält das darunterliegende Material intakt, wodurch die strukturelle Integrität der Bauteile bewahrt wird. Die Laserreinigung verbessert nicht nur das Erscheinungsbild von Gebrauchtteilen, sondern verlängert auch ihre Lebensdauer und trägt so zu Kosteneinsparungen und Nachhaltigkeit bei.

In der Luft- und Raumfahrtindustrie ist die Laserreinigung sehr nützlich, da sie Schmutz, Korrosion und Farbe von kritischen Teilen wie Turbinenschaufeln, Fahrwerken und Rumpfoberflächen effektiv entfernt. Dadurch trägt sie dazu bei, vorzeitigen Verschleiß und korrosionsbedingte Ausfälle zu verhindern. Neben diesen Branchen gibt es auch andere nützliche Anwendungen für Laserreinigungssysteme. Mit der weiteren Entwicklung der Lasertechnologie werden sich langfristig auch weitere Anwendungsfälle für die Laserreinigung ergeben.

In der Automobilindustrie werden häufig Reinigungstechniken wie die Lackentfernung eingesetzt, um Kontraste auf Fahrzeugschaltern zu erzeugen. Der Kontrast dient der Erkennung von Mustern auf den Fahrzeugschaltern, weshalb sich die Laserreinigung optimal für diesen Prozess eignet. Bei der industriellen Laserreinigung wird ein dünner und fokussierter Strahl verwendet, der präzise Muster erzeugen kann, ohne die gesamte Oberfläche zu zerstören.

Die industrielle Laserreinigung ist für die Luft- und Raumfahrtindustrie von Vorteil, da das Verfahren nicht schädlich ist. Die Beschichtung wird nur zu Wartungszwecken entfernt. Durch den Einsatz einer nicht-invasiven Technik wie der Laserreinigung bleiben die Flugzeugkomponenten intakt.

Die Laserreinigung ist im Allgemeinen ein sicheres Verfahren, vor allem im Vergleich zu anderen Reinigungsmethoden. Bei der industriellen Laserreinigung werden keine gefährlichen Giftstoffe oder Materialien verwendet, wie hingegen bei, chemischen Ätzen oder Sandstrahlen. Beide Reinigungsverfahren erfordern eine PSA-Ausrüstung und strenge Sicherheitsprotokolle.

Oxidation ist die natürlich auftretende Oberflächenveränderung, die durch die Wechselwirkung von Metall mit Sauerstoff entsteht. Oxidiertes Metall ist der erste Schritt der Korrosion und ästhetisch nicht ansprechend. Außerdem ist die oxidierte Oberfläche mit anderen Verarbeitungsmethoden wie Schweißen, Gießen und Strangpressen nicht kompatibel, da sie keine saubere und bearbeitbare Oberfläche darstellt.

Die Laser-Oxid-Entfernung ist eine präzise und effiziente Methode, um die Oxidation zu bekämpfen. Im folgenden Video wird die Methode näher erläutert.

Laser verwenden Ablation zur effektiven Entfernung von Metall- und Aluminiumoxid. Das Abtragen ist ein spezielles Laserverfahren zur Oxidentfernung, das mit hoher Spitzenleistung und Kurzzeitimpulsen arbeitet, um Oxide zu verdampfen. Sobald das Oxid durch die Ablation verdampft ist, wird die darunter liegende Oberfläche sauber und kann weiter bearbeitet werden.

Die Entstehung von Rost auf Bauteilen sorgt für vielerlei Probleme – sei es, weil er die magnetische Anziehungskraft verringert, die Strukturen schwächt oder unerwünschte Reibung verursacht. Rost ist jedoch ein natürlicher Korrosionsprozess, der durch die Einwirkung von Wasser und Sauerstoff auf Eisen oder Stahl entsteht. Aus diesem Grund ist es fast unmöglich, diesen komplett zu vermeiden.

Da sich das Rosten nicht vollständig verhindern lässt, hat sich die Industrie, die Eisen und Stahl verwendet, auf Rostentfernungstechniken festgelegt, um ihre Bauteile stabil und rostfrei zu halten. Methoden wie Sandstrahlen, chemische Entfernung und Laser-Rostentfernung sind einige Möglichkeiten, wie Techniker Rost entfernen können. Der Einsatz eines Lasers zur Rostentfernung ist jedoch aufgrund seiner Effizienz, Präzision und hochgradigen Automatisierung eine herausragende Methode unter diesen Verfahren. Nahezu jedes Lasermarkiersystem kann dafür eingesetzt werden, solange es auf die richtigen Parameter für die Rostentfernung eingestellt ist.

Da der Klimawandel ein immer drängenderes Thema ist, sind die Umweltauswirkungen von Produktions-Emissionen und Giftstoffen ein wachsendes Problem. Die industrielle Laserreinigung bietet eine umweltfreundlichere Option zur Reinigung von Teilen und Komponenten. Bei Verwendung eines Lasersystems entstehen keine giftigen Abfälle, die in die Luft entweichen oder entsorgt werden müssen.

Die Umweltauswirkungen der industriellen Laserreinigung sind im Gegensatz zu Sandstrahlen und dem chemischen Ätzen minimal. Diese Verfahren belasten die Luft mit Giftstoffen und produzieren übermäßige Mengen an Abfall.

Die industrielle Laserreinigung benötigt keine zusätzlichen Materialien wie Zubehör oder Chemikalien, wodurch die Wartungskosten in der Produktion sinken.

Die Laserreinigung ist mittlerweile ein wesentlicher Schritt in der Fertigung für viele Industriezweige. Immer mehr Branchen, wie die Elektrofahrzeug- und Halbleiterindustrie, nutzen die Laserreinigung in ihren Prozessen, um ihre Teile effizienter und effektiver herzustellen.