Beschriftungslaser
Laserstrukturieren
Eine Textur ist ein Muster auf einer Oberfläche, das das Aussehen des Materials verändert. Das Laserstrukturieren ist ein Verfahren, mit dem Hersteller Oberflächen verändern können, um das gewünschte Aussehen zu erzielen. Es gibt viele Möglichkeiten, einem Material eine Textur zu verleihen, aber die Lasertechnologie ist eine effiziente, umweltfreundliche und verträgliche Wahl, um einer Oberfläche eine Textur zu verleihen.
Dabei wird eine Laserbeschriftungsmaschine verwendet, um Metalle, Keramik und Kunststoffe zu strukturieren. Ursprünglich wurden Laser für die Texturierung eingesetzt, um Reibung, Ästhetik, Haftung und Leitfähigkeit zu verbessern - ein Zweck, der nach wie vor relevant ist. Aufgrund ihrer Verträglichkeit hat die Laserstrukturierung mittlerweile ihre Anwendungen auch auf das medizinische Feld ausgeweitet.
Laserstrukturierungsverfahren
Beim Laserstrukturieren wird eine oberflächenverändernde Methode namens Laserablation eingesetzt, um eine Textur zu erzeugen. Bei der Laserablation erhitzt ein leistungsstarker Laserstrahl mit kurzer Pulsdauer einen definierten Oberflächenbereich, bis er verdampft. Bei der Laserstrukturierung wird der Laserstrahl so eingestellt, dass er auf der Oberfläche ein Muster abträgt.
Unbearbeitet
Bearbeitet
Arten von Laserstrukturieren
Im Bereich der Laserablation gibt es Unterkategorien von Laserstrukturierungsverfahren: Oberflächenbearbeitung und Oberflächenbearbeitung mittels Laser im Nanobereich. Beide nutzen den Ablationsprozess für unterschiedliche Anwendungen und erzeugen unterschiedliche Texturen.
Industrie Anwendung: Luft- und Raumfahrt
- Die Luft- und Raumfahrtindustrie wendet sich von der Befestigung von Teilen mit Bolzen und Nieten ab und setzt stattdessen auf das Kleben. Verkleben ist eine dauerhafte Methode, um Teile zusammenzufügen, steht jedoch vor Herausforderungen bei der Oberflächenvorbereitung. Hersteller in der Luft- und Raumfahrtindustrie verwenden hierfür in der Regel Pasa-Jell und Sandstrahlen, was jedoch nicht die umweltfreundlichste oder effizienteste Option ist.
- Eine Studie der NASA (Quelle: https://ntrs.nasa.gov/citations/20100021132) hat ergeben, dass die Oberflächenbearbeitung mittels Laser in Bezug auf Festigkeit und Haltbarkeit mit Pasa-Jell gleichwertig, wenn nicht sogar besser ist. Lasergravierte Oberflächen enthalten Eigenschaften, die die Haftfähigkeit verbessern.
- Eine Strukturierung mittels Laser ermöglicht mehr Designs und einen wesentlich schnelleren und umweltfreundlicheren Prozess als Chemikalien und Sandbestrahlung. Die Oberflächenbearbeitung mittels Laser erfolgt innerhalb von Sekunden und ist vollständig automatisiert. Und was noch besser ist: Es werden keine gefährlichen Abfälle oder Verbrauchsmaterialien verwendet. Angesichts der Bemühungen um eine saubere Produktion und der staatlichen Subventionen ist die Laserstrukturieren eine kosteneffiziente Lösung.
Nanoskaliges Laserstrukturieren
Das Laserstrukturieren im Nanobereich erzeugt eine mikroskopisch kleine, aber hochpräzise Oberflächenstruktur, die in der medizinischen Industrie eine Revolution darstellt. Die Verwendung eines Lasers für die Oberflächenstrukturierung gewährleistet Biokompatibilität, d. h. die veränderte Oberfläche enthält keine potenziell schädlichen Chemikalien oder Nebenprodukte, die bei alternativen Texturierungsverfahren auftreten können.
Industrie Anwendung: Medizinische Implantate
Um in den Körper eingesetzt zu werden und angemessen mit den körpereigenen Systemen zu interagieren, benötigen Implantate Oberflächen, die die Proteinabsorption gewährleisten, die Zellinteraktion fördern und hydrophil sind (eine starke Affinität zu Wasser). Die für Implantate verwendeten Materialien wie Metalle, Keramiken und Polymere sind zwar biokompatibel, weisen aber ohne zusätzliche nanoskalige Texturierung nicht die erforderliche Oberflächenstruktur auf.
Das Laserstrukturieren dieser Implantate im Nanomaßstab ist ein neuer Weg, den die medizinische Industrie gefunden hat, damit Implantate im Körper so interagieren und funktionieren wie das Teil, das sie ersetzen. Bevor die Hersteller die Laserstrukturierung als Mittel dafür entdeckten, verwendeten sie chemisches Ätzen und Sandstrahlen, was für den menschlichen Körper nicht gesund ist. Das Laserstrukturieren im Nanobereich ist biokompatibel und kann die Heilung und die Integration des Implantats verbessern.
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Die Laserstrukturierung findet nicht nur in der Medizintechnik und der Luft- und Raumfahrt Anwendung, sondern auch in der Automobilindustrie, der Elektronik, der Halbleiterindustrie, dem Bauwesen und der maschinellen Bearbeitung. Der Einsatz einer Strukturierung mittels Laser bietet endlose Möglichkeiten für die Texturierung von Oberflächen.
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