Laserbohren

Laserbohren

Das Laserbohren ist im Vergleich zum konventionellen Bohren ein nicht spanendes Fertigungsverfahren. Mittels gepulstem Laser und hoher Energie wird beim Auftreffen der Laserstrahlung auf das zu bearbeitende Material Schmelze und Dampf in kürzester Zeit erzeugt. Durch den entstehenden Dampfdruck wird die Schmelze dann nach oben ausgetrieben und es entsteht eine Vertiefung. Diese wird durch den Beschuss von mehreren Laserpulsen stets tiefer und bildet sich zu einer Bohrung aus.


Anwendungsgebiete des Laserbohrens

Laserbohren

Das Laserbohren findet hauptsächlich in der Mikromaterialbearbeitung Anwendung, wo konventionelle Bohrtechniken nicht mehr funktionieren, bspw. bei Bohrungen mit Durchmessern von wenigen Mikrometern oder beim Bohren von definierten Konizitäten. Beispiele sind das Bohren von Einspritzdüsen, Displays, Filterblechen oder Druckausgleichsbohrungen an Gehäusen mit innenliegenden Elektronikbauteilen.

Vorteile des Laserbohrens

  • Das Laserbohren bietet vielerlei Vorteile hinsichtlich Zugänglichkeit, da es sich um ein berührungsloses Verfahren handelt.

  • Es können auch schwer zugängliche Stellen an Bauteilen gebohrt werden wie bspw. bei Einspritzdüsen oder Durchbruchbohrungen in Zylindern.

  • Das Verfahren unterliegt keinem Werkzeugverschleiß und Bohrdurchmesser sind durch den Einsatz entsprechender Laseroptiken variabel einstellbar.

  • Es ist gut automatisierbar und benötigt keine Hilfsmittel wie bspw. Kühlschmiermittel.

  • Laserbohrungen sind sehr präzise und mikormetergenau.

Techniken des Laserbohrens

  • Einzelpulsbohren

    Durch eine hohe Laserpulsenergie ist es möglich, Materialien mit nur einem Laserpuls zu bohren. Das Laser-Einzelpulsbohren wird vorwiegend für dünne Materialien - kleiner 2 mm - eingesetzt. Beispiele sind das Perforieren von Papier, Dichtungen und dünne Filter aus Metall.

  • Perkussionsbohren

    Durch eine hohe Laserpulsenergie ist es möglich, Materialien mit mehreren, aufeinander folgenden Laserpulsen zu bohren. Bei diesem Prozess wird das Material in der Bohrung teilweise verdampft und nach oben ausgetrieben. Das Laser-Perkussionsbohren wird vorwiegend für Materialien bis 20 mm Stärke eingesetzt und die Bohrungen weisen eine hohe geometrische Qualität auf - abhängig von der Laserquelle. Beispiele sind das Bohren von Siliziumwafern in der Solarindustrie, das Bohren von Spritzgussteilen aus Kunststoff oder Kühlbohrungen in Turbinenschaufeln

  • Trepanieren

    Beim Trepanieren erfolgt im Gegensatz zu den anderen Bohrarten eine Relativbewegung des Laserstrahls zum Werkstück, dadurch können größere Bohrungsdurchmesser erzielt werden. Die Relativbewegung erfolgt solange, bis der gewünschte Durchmesser erreicht ist. Bei diesem Prozess wird das Material hauptsächlich nach unten durch die Bohrung ausgetrieben. Die Vorteile des Verfahrens sind die hohe Reproduzierbarkeit bei geringen Durchmessertoleranzen und die Möglichkeit auch nicht-runde Löcher wie z. B. Ellipsen zu bohren. Anwendungsbeispiele sind das Bohren von Düsen und Leichtbaumaterialien.
  • Perforieren (Mischvariante)

    Das Laserperforieren kann eine Mischvariante aus den oben beschriebenen Laserbohrmethoden sein. Unter Perforieren versteht man das flächige Versehen eines Bauteiles mit Bohrungen. Über welches Bohrverfahren die Perforation generiert wird, muss im Einzelfall, je nach Material, Materialstärke und Bohrungsdurchmesser definiert werden.

Laserbohren in der prozessfabrik

ProduktionProduktion

Produktion

Wir fertigen für den Designbereich im Automotive Interieur zur Hinterleuchtung bspw. perforierte Furniere oder feinst gebohrte Slider aus Aluminium. Auch das Bohren und Perforieren von Kunststoffen, Rohren und Folien gehört zu unseren speziellen Aufgabenschwerpunkten. Unser Kernbereich in der Lohnfertigung ist die Bearbeitung von Materialstärken kleiner 0,5 mm.

EntwicklungEntwicklung

Entwicklung

Im Bereich der Prozessentwicklung bilden wir alle Möglichkeiten des Laserbohrens ab. Durch unser umfangreiches Equipment können ein breites Materialspektrum bearbeiten und ziehen ggf. auch entsprechende Handlingsysteme hinzu, sollte es die Aufgabenstellung erfordern. Bei Bedarf können wir auch auf unser großes Netzwerk zurückgreifen und uns das benötigte Equipment in die prozessfabrik holen, um Ihre Versuche durchzuführen. Von wenigen Mikrometern im Durchmesser bis hin zu Millimetern können wir individuell auf Ihre Anforderungen reagieren.

Ausstattung LaserbohrenAusstattung Laserbohren

Unsere Ausstattung und Kapazität beim Laserbohren

Durch unser umfangreiches Equipment bieten wir alle Bohrverfahren sowohl in der Entwicklung als auch in der Produktion als klassische Laserdienstleistung an. Je nach Anforderung stehen uns hierfür CO₂-Laser, Faserlaser und UV-Laser mit entsprechenden Optiken zur Verfügung. Dabei greifen wir auch auf unsere Handlingsysteme zurück, welche unter anderem die flächige Bearbeitung von größeren Bauteilen oder auch rotationssymmetrische Anwendungen ermöglichen. Von der Kleinserie über große Stückzahlen finden wir die passenden Rahmenbedingungen und beliefern Sie in hoher Qualität.

Unser ServiceUnser Service

Unser Service

Entwicklung und Produktion arbeiten bei uns Hand in Hand. Gerne begleiten wir Ihr Projekt, überprüfen die Machbarkeit und führen erste Laserversuche durch. Abgestimmt auf Ihre Anforderungen entwickeln wir individuelle Lösungsmöglichkeiten für Ihre Anwendung und machen Ihren Laserprozess produktionsreif. Unsere pfB-Methode garantiert Ihnen einen konsequenten Ablauf für die erfolgreiche Umsetzung Ihres Projekts und ermöglicht Ihnen zeitgleich individuelle Optionen. So können wir zum Beispiel Ihren Laserprozess erfolgreich integrieren oder Ihnen mit unserer eigenen Laserfabrik einen starken und zuverlässigen Produktionspartner für eine Lohnfertigung zur Seite stellen.

Starten Sie mit Ihrer individuellen Projekt- oder Produktionsanfrage.

Laserbohren in der Praxis

Laserbohrung EdelstahlblechLaserbohrung Edelstahlblech

Laserbohrungen in Edelstahlblech

Das Beispiel zeigt eine Membran zur Begasung von Flüssigkeiten. Das Material ist im vorliegenden Fall 0,4 mm stark und die eingebrachten Bohrungen haben einen Durchmesser von 0,02 mm bis 0,08 mm – je nach Anwendungsfall.

Die Bohrungen wurden mittels Perkussionsbohren durch einen Faserlaser eingebracht.

Filigrane Laserbohrungen in Aluminiumbauteil

Im vorliegenden Beispiel sehen Sie einen lasergebohrten Slider in einem Aluminiumbauteil. Die Bohrungen haben einen Durchmesser von 0,2 mm und die Materialstärke beträgt 0,5 mm.

Die Bohrungen werden später mit LED durchleuchtet und funktionieren so als Skalenanzeige. Die Besonderheit ist das Einbringen der Bohrungen nach dem Eloxieren, dabei dürfen die Bohrungen an der Sichtfläche keinen Grat oder Verfärbungen aufweisen.

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