Polieren

Unser Leistungsangebot

Das Polieren mit Laserstrahlung beruht auf dem Umschmelzen einer dünnen Randschicht des Werkstücks und Glättung der Oberfläche infolge der Grenzflächenspannung. Die Innovation des Laserpolierens liegt in dem grundlegend anderen Wirkprinzip (Umschmelzen) gegenüber konventionellen Schleif- und Polierverfahren (Abtragen). Das Verfahren eignet sich für viele Metalle, Gläser und thermoplastische Kunststoffe.

Abhängig vom Werkstoff und der Ausgangsrauheit werden an Metallen in der Regel Rauheiten im Bereich Ra = 0,1 bis 0,4 µm erzielt. An optischen Gläsern ist sogar eine Rauheit von Ra < 1 nm möglich.

Mögliche Anwendungen liegen bei den Metallen z. B. im Maschinenbau, in der Automobilindustrie, im Werkzeug- und Formenbau und in der Medizintechnik. Bei Gläsern liegt der wesentliche Anwendungsbereich bei Asphären und Freiformoptiken. Bei den Kunststoffen sind besonders gedruckte Bauteile interessant. Die besonderen Verfahrensvorteile sind die automatisierte Bearbeitung von komplexen 3D-Oberflächen mit hoher Prozessgeschwindigkeit.

Mikrofluidik (5x5x7 mm^3), hergestellt mittels SLE; Ausgangszustand (links) und laserpoliert (rechts).
© Fraunhofer ILT, Aachen.
Mikrofluidik (5x5x7 mm^3), hergestellt mittels SLE; Ausgangszustand (links) und laserpoliert (rechts).
Laserpolierter Aktivflächenausschnitt eines Schiebers für Druckguss.
© Fraunhofer ILT, Aachen.
Laserpolierter Aktivflächenausschnitt eines Schiebers für Druckguss.
Laserpolierte Sphäre aus BK7 (Krümmungsradius 30 mm).
© Fraunhofer ILT, Aachen.
Laserpolierte Sphäre aus BK7 (Krümmungsradius 30 mm).

Anwendungen Metalle

  • Werkzeug- und Formenbau
  • Implantate
  • Designoberflächen mit Zwei- und Mehrglanzeffekten
  • Polierte und strukturierte Oberflächen
  • Entgraten
  • Weitere Anwendungen

Anwendungen Optiken

  • Asphären und Freiformflächen aus Glas und Quarzglas
  • Brillengläser aus Kunststoff

Laser-Poliermaschinen

  • Maschinen für die Politur von Metallen, Gläsern und Kunststoffen
  • Maschinenkonzepte für Bauteilgewichte von 0,1 bis 200 kg
  • 5+3-Achsen-Bearbeitung (Achssystem und Laserscanner)
  • CAM-NC-Datenkette für 5+3-Achsen-Bearbeitung
  • Automatisierte Bearbeitung

Ihre Anwendung

  • Machbarkeitsstudien
  • Erprobung und Anpassung des Verfahrens für Ihre Anwendung
  • Erstellung von Musterteilen
  • Bearbeitung von Kleinserien

 

»Laserpolieren von Kunststoffen«

 

»Laserpolieren von Metallen«

 

»Laserpolieren und -abtragen für die Fertigung von Optiken aus Glas«

 

»WaveShape – Strukturieren durch Laserumschmelzen«

 

»Software für die Lasermaterialbearbeitung«

Publikationen

Neuß, J, Linden, S:
Hide and Seek: Using masked vision transformer to detect surface structures on laser polished metals.
25th International Symposium on Laser Precision Microfabrication, June 11-14, 2024, San Sebastian, Spain.
Proceedings of LPM2024, #24-033, (9 S,), (2024)

Jung, M., Kukkala, S., Willenborg, E.:
Reduction of process-induced Waviness in Laser Polishing of Fused Silica by a Thermography-base Process Control.
Laser Applications Conference 2022, Barcelona Spain, 11–15 December 2022.  Technical Digest Series (Optica Publishing Group, 2022), paper LM2B.1, (2022)
http://dx.doi.org/10.1364/lac.2022.lm2b.1

Nüsser, C., Willenborg, E.:
High-speed laser micro polishing of TiAl6V4.
Journal of Laser Applications 34(1), 012025- (2022)
https://doi.org/10.2351/7.0000383 (Open Access)

Trum, C., Jung, M., Schmidbauer, B., Sitzberger, S., Willenborg, E., Rascher, R.:
Hybrid-process-chain for polishing optical glass lenses – HyoptO.
SPIE Optical Engineering + Applications, 24 AUGUST - 4 SEPTEMBER 2020, Online Only. Proceedings Volume 11487, FOptical Manufacturing and Testing XIII, 11487, 1-10 (2020)
http://dx.doi.org/10.1117/12.2568400

Braun, K., Willenborg, E., Schleifenbaum, J.H.:
Laser polishing as a new post process for 3D-printed polymer parts.
Procedia CIRP 94, 134-138 (2020)
https://doi.org/10.1016/j.procir.2020.09.026

Jung, M., Trum, C., Schmidbauer, B., Willenborg, E., Rascher, R.:
Non-ablative removal of sub surface damages in ground optical glass substrates by controlled melting of thin surface layers using CO2-laser radiation.
PROCEEDINGS OF SPIE - (2020)
http://dx.doi.org/10.1117/12.2564801

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Surface structuring by laser remelting of 1.2379 (D2) for cold forging tools in automotive applications.
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Teller, M., Ross, I., Prünte, S., Temmler, A., Küpper, M., Poprawe, R., Schneider, J.M., Hirt, G.:
Probing the potential of structured and surface functionalized tools for dry cold forging of aluminium.
MATEC Web of Conferences 190 - (2018)
https://doi.org/10.1051/matecconf/201819014010

Teller, M., Ross, I., Temmler, A., Poprawe, R., Prünte, S., Schneider, J.M., Hirt, G.:
Investigation of Friction Conditions in Dry Metal Forming of Aluminum by Extended Conical Tube-Upsetting Tests.
Key Engineering Materials 767, 189-195 (2018)
https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.767.189

Ross, I., Temmler, A., Küpper, M., Prünte, S., Teller, M., Schneider, J.M., Poprawe, R.:
Laser Polishing of Cold Work Steel AISI D2 for Dry Metal Forming Tools: Surface Homogenization, Refinement and Preparation for Self-Assembled Monolayers.
Key Engineering Materials 767, 69-76 (2018)
https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.767.69

Teller, M., Prünte, S., Ross, I., Temmler, A., Schneider, J. M., Hirt, G.:
Tribological investigations of the applicability of surface functionalization for dry extrusion processes.
20th International ESAFORM Conference on Material Forming, 26–28 April 2017 Dublin, Ireland. AIP Conference Proceedings 1896, 140001- (6 S.) (2017) DOI: https://doi.org/10.1063/1.5008157

Temmler, A., Roß, I., M. Cortina, M., Poprawe, R.:
Oberflächenfunktionalisierung des Werkstoffs 1.2379+ mittels Randschichtumschmelzen mit Laserstrahlung zur Entwicklung von angepassten Oberflächentopographien für das schmiermittelfreie Kaltfließpressen von Aluminium.
Dry Metal Forming 3, 62-72 (2017)

Teller, M., Hirt, G. Roß, I., Temmler, A., Poprawe, R., Prünte, S., Schneider, J.M.:
Konzept zur Bearbeitung und tribologischen Prüfung von Fließ-pressmatrizen für das Trockenumformen von Aluminium.
Dry Metal Forming 3, 73-80 (2017)

Kumstel, J.:
Enhancement of the area rate for laser macro polishing.
WLT/LiM Lasers in Manufacturing Conference 2017. Munich, June 26-29 2017. Proceedings of World of Photonics, (8 S.)2017

Nüsser, C., Schneider, S.:
Influence of pulse duration and scanning direction on the deformation of edges during laser micro polishing.
WLT/LiM Lasers in Manufacturing Conference 2017. Munich, June 26-29 2017. Proceedings of World of Photonics, (11 S.) (2017)

Anemone, G., Weingarten, C., Al Taleb, A., Prieto, C., Farías, D.:
Ultrasmooth metal thin films on curved fused silica by laser polishing.
APPLIED PHYSICS LETTERS 111, 1-4 (2017) https://doi.org/10.1063/1.4999917

Weingarten, C., Steenhusen, S., Hermans, M., Willenborg, E., Schleifenbaum, J.H.:
Laser polishing and 2PP structuring of inside microfluidic channels in fused silica.
Microfluid Nanofluid 21, 1-9 (2017) DOI: 10.1007/s10404-017-2000-x

Weingarten, C., Braun, K., Willenborg, E.:
Combination of Laser-based Process Steps for Optics Manufacturing.
Optical Design and Fabrication 2017 (Freeform, IODC, OFT) : [Proceedings] - OSA Washington, D.C., 2017. Paper OTu3B.6, 1-3 (2017) DOI: 10.1364/OFT.2017.OTu3B.6

Weingarten, C., Uluz, E., Schmickler, A., Braun, K., Willenborg, E., Temmler, A., Heidrich, S. :
Glass processing with pulsed CO2 laser radiation.
APPLIED OPTICS 56, 777-783 (2017)

Weingarten, C., Schmickler, A., Willenborg, E., Wissenbach, K., Poprawe, R.:
Laser polishing and laser shape correction of optical glass.
Journal of Laser Applications 29
11702- (2017)

Teller, M., Hirt, G., Roß,I., Temmler, A.,Poprawe, R., Prünte, S.:
Abschätzung der umformtechnischen Grenzen des schmierstofffreien Kaltfließpressens von Aluminium anhand von Tribometerversuchen.
Dry Metal Forming 2, 56-61 (2016)

Teller, M., Bambach, M., Hirt, G., Roß, I., Temmler, A., Poprawe,R., Bolvardi, H.,Prünte,S., Schneider, J.M.:
Methodik zur Entwicklung von interaktionsminimierten Oberflächen-schichten für das schmiermittelfreie Kaltfließpressen von Aluminium.
Dry Metal Forming 1, 34-41 (2015)

Teller, M., Bambach, M., Hirt, G., Ross, I., Temmler, A., Poprawe, R., Bolvardi, H., Prünte, S., Schneider, J.M.:
Investigation of the suitability of surface treatments for dry cold extrusion by process-oriented tribological testing.
International Conference on Material Forming, 18, 2015, Graz. ESAFORM 2015. Vol.1 : Selected, peer reviewed papers from the 18th International ESAFORM Conference on Material Forming, (Key engineering materials 651-653), 473-479 (2015) DOI: 10.4028/www.scientific.net/KEM.651-653.473

 

Unsere Leistungsangebote decken ein weites Themenspektrum ab. Verwandte Themen zum Polieren und weitere Schwerpunkte aus Forschung und Entwicklung finden Sie unter den folgenden Links.

Märkte

Lasertechnik trägt in unterschiedlichen Märkten zur Lösung anspruchsvoller Aufgabenstellungen bei. Ob als Werkzeug in der Automobilfertigung, als Messmittel im Umweltbereich, als Diagnose- oder Therapieinstrument in der Medizintechnik oder als Kommunikationsmedium in der Raumfahrttechnik, der Laser bietet vielfache Einsatzmöglichkeiten mit hoher Produktivität und hoher Effizienz.

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