Lasertexturieren

Lasertexturieren ist ein Fertigungsverfahren, bei dem Laserstrahlen verwendet werden, um Oberflächen mikro- bis nano-strukturiert zu gestalten. Durch gezieltes Abtragen, Schmelzen oder Neusolidifizierung der Oberflächenschicht entstehen Muster wie Punkte, Rillen oder Gitter, die Eigenschaften der Oberfläche gezielt beeinflussen können. Typische Prozessparameter sind Laserleistung, Pulsdauer, Pulsfolge, Scanbahn, Hatch-Abstand und die Bewegungsabfolge des Bauteils.

Principle und Techniken: Je nach Pulsdauer wirken unterschiedliche Mechanismen. Ultrakurzpulslaser (Femtosekunden bis Pikosekunden) erzeugen Strukturen mit minimalem Wärmeeinfluss, während langandauernde oder kontinuierliche Laser eher auf Materialabtragung oder Wärmeeinwirkung setzen. Verschiedene Lasertypen kommen zum Einsatz, darunter Faserlaser, Nd:YAG- und CO2-Laser. Regelmäßige Strukturen wie LIPSS (Laser-induced Periodic Surface Structures) entstehen durch Interferenzmuster des Laserstrahls. Die Texturierung kann als Raster, Punktmatrix oder komplexe Muster erfolgen.

Materialien und Anwendungen: Metalle, Legierungen, Keramiken und Polymere lassen sich texturieren; auch mehrschichtige oder beschichtete Oberflächen sind möglich. Anwendungen finden sich in der Tribologie (geringerer Reibung, Verschleißminderung), der Wärmeübertragung, der Biomedizin (beeinflusste Zelladhäsion und Osseointegration), der Optik (Diffusion, Entreflexion) sowie in der Mikro- und Sensorik.

Vorteile und Einschränkungen: Vorteile sind hohe Gestaltungsfreiheit, präzise Lokalisierung der Modifikation und ohne chemische Ätzung erarbeitbare Strukturen. Nachteile umfassen hohe Investitionskosten, potenzielle Wärme- und Spannungsrückstände, begrenzte Prozessgeschwindigkeit und Herausforderungen bei spiegelnden Oberflächen. Sicherheits- und Umweltschutzaspekte betreffen Emissionen und Partikel.