rezanje laserom od od 12.000 rupa u sekundi s promjerom od 1 µm
Simulacija topline tijekom višesnopovske obrade. (Izvor: Fraunhofer Institut za lasersku tehnologiju ILT)

Na tržištu se nalazi nova generacija tehnologije ultrabrzog procesa. Veća prosječna snaga lasera te veća energija pulsa obećavaju veću propusnost i učinkovitost.

Trenutni izazov je razviti nove smjernice za usmjeravanje snopa i procesne koncepte za raspodjelu prosječnih izlaza preko površine izratka. Tehnologija procesa trenutno predstavlja glavno ograničenje: laserski sustavi s visokim učestalostima ponavljanja zahtijevaju skenere brzine do 1.000 m / s, dok laserski sustavi s visokom energijom impulsa zahtijevaju nove dijelove snopa i oblikovanje koncepata za distribuciju energije. “Sve je u tome kako primjenjujemo snagu”, rekao je dr. Arnold Gillner.

Upotreba difrakcijskih optičkih elemenata

Jedna od mogućnosti za bolje iskorištavanje energije pulsa je višesnopski koncept, koji uključuje razdvajanje laserske zrake u mnoge snopove. Na Fraunhofer institutu za lasersku tehnologiju ILT, tim radi na ovoj tehnologiji od 2012. Od tada, stručnjaci su naučili kako koristiti difrakcijske optičke elemente (DOE) za ciljanu primjenu više od 200 snopova u mikro i nano-strukturiranju , To im omogućuje dobivanje točnih rezultata u rangu ispod mikrometra.

Za difrakcijske optičke elemente, stručni tim koristi strukturiranu staklenu površinu na kojoj su savijeni svjetlosni valovi. Struktura površine urezana je u staklo s iznimnom preciznošću pomoću vlažne kemijske tehnike.

Kao rezultat toga, raspodjela statičkih zraka u difrakcijskim optičkim elementima je mnogo preciznija i otpornija od dinamičkog pristupa oblikovanju snopa baziranog na modulatorima tekućih kristala. Za učinkovitu obradu materijala, laserska zraka se transformira pomoću difrakcijskih optičkih elemenata u matricu snopa s mnogo paralelnih zraka. Pomoću sustava skenera i f-theta optike, paralelni snopovi se zatim fokusiraju na radni komad i mogu se istovremeno pomicati preko obradka na svim mogućim putanjama.

U mikro-bušenju, tim iz Fraunhofer ILT je postigao iznimno visoku preciznost. Sa svojim novim višesnopskim sustavom, stručnjaci iz Aachena mogu stvoriti precizne rupe promjera manjeg od jednog mikrometra. Razmak između rupa može se smanjiti na nekoliko mikrometara. Kako bi povećali propusnost, rade s difrakcijskim optičkim elementima koji generiraju više od 200 beamletova.

Tako su već uspjeli proizvesti više od 12.000 rupa u sekundi s izlaznim promjerom ispod 1 µm.