5-2021

Lasertechnik
Laserbearbeitung von Keramik
Sollbruchstelle wird ein leichtes
Abbrechen mit einer klaren Kante
entlang dieser Linie ermöglicht. Die
Abbildung zeigt den Querschnitt der
Kante eines so zertrennten Keramikplättchens
(links, dunkel: geritzt durch
Laser; rechts, heller: Bruchkante).
Bild 2 verdeut licht die Homogenität
und damit hohe Qualität der Trennlinie.
Gravieren und Bohren
Selbstverständlich lassen sich
Keramiken auch oberflächlich gravieren
(Bild 1). Bei der Bearbeitung
mittels Ultrakurzpulslasern mit niedriger
Pulsdauer und hohen Pulsenergien
entsteht nur sehr wenig Wärme
im Material, was scharfe Kanten
und ein hervorragendes Gravurergebnis
ermöglicht. Auf ähnliche
Weise können so auch mikroskopische
Löcher in Keramik gebohrt
werden, mit glatten Schnitt kanten
ohne Bruchstellen oder Mikrorisse
(Bild 3).
Bild 1: Gravur
Keramiken finden immer öfter in
den Einsatz in industriellen Gebieten.
Grund dafür sind deren vielfältigen
Eigenschaften, wie hohe
Temperaturbeständigkeit und gute
elektrische Isolationseigenschaften
sowie die vielseitigen Einsatzmöglichkeiten.
Da die Charakteristika
von keramischen Werkstoffen
nicht nur vom Grundmaterial, sondern
auch stark vom Herstellungsprozess
abhängen, kann sich die
Bearbeitung deutlich unterscheiden.
Die Bearbeitungsparameter
werden daher speziell auf das entsprechende
Material angepasst.
Die meisten Keramiken weisen,
im Vergleich zu anderen Werkstoffen
wie Metallen, eine geringe
Wärmeleitfähigkeit auf. Bei herkömmlichen
Laserverfahren resultiert
der dadurch entstehende hohe
Wärmegradient im Material in Spannungen,
die zu Rissen führen können.
Mit Ultrakurzpuls-Lasern wird
nur minimal Wärme in das Material
eingebracht, wodurch der Entstehung
solcher Spannungen und
Mikrorisse vorgebeugt werden kann.
Technische Keramik lässt sich so
auf verschiedenste Arten mittels
Laser bearbeiten.
Ritzen
Beim sogenannten Scribing (dt.
Ritzen) wird das Material nicht ganz
geschnitten wird, sondern nur angeritzt.
Durch die dabei entstehende
Einsatzbereiche
Auch in der Medizintechnik gibt
es etablierte Anwendungen mit
technischer Keramik. Nicht nur im
Dentalbereich oder in Form von
Endoprothesen sondern auch als
Beschichtung oder Grundmaterial
von chirurgischen Instrumenten wird
mittlerweile auf Keramik gesetzt.
Keramische Werkstoffe werden
aber hauptsächlich dort eingesetzt,
wo besondere Anforderungen
erfüllt werden müssen und
sich der höhere Aufwand für die
Herstellung, im Vergleich zu anderen
Werkstoffen, lohnt. Abhängig
von der gegebenen Materialzusammensetzung
lässt sich so auf einer
Vielzahl verschiedener Keramiken
ein Farbumschlag realisieren, wie
hier auf einer keramischen Pinzettenspitze
(Bild 4). ◄
Autor:
Philipp Lobensteiner, Vertrieb
PHOTON ENERGY GmbH
www.photon-energy.de
Bild 2: Bruchkante
Bild 3: Bohren
Bild 4: Farbumschlag
176 meditronic-journal 5/2021