Der Fokus der Entwicklung in der Laserbearbeitung von Glas liegt seit einiger Zeit auf dem Schneiden sowie Bohren mittels Performation. Wurde in den Anfängen des Laserschneidens von Glas mit spannungsinduzierten Verfahren gearbeitet, setzt sich zunehmend das Verfahren der „Perforation“ durch.
Dank der Verfügbarkeit von Lasern mit ultrakurzen Pulsen, man spricht von Nano-Sekunden (einer milliardstel Sekunde) oder Femto-Sekunden (einer billiardstel Sekunde) Impulsen, die auf das Glas geschossen werden, erschließt sich nun eine weitere Art der Bearbeitung von Glas. Die unvorstellbar kurzen Laserimpulse bringen in das Glas eine Art kleinen Kanal ein. Setzt man nun einen dieser kleinen Kanäle an den anderen ergibt sich eine durchgängige Strecke von Trennstellen im Glas – die Perforation ist vollständig. Ein so gelasertes Glas trennt sich entweder allein durch diese Behandlung oder kann mit Hilfe einer geringen Spannung, thermisch oder mechanisch, getrennt werden.
Zur Geschwindigkeitssteigerung gibt es Entwicklungen, die nicht nur einen einzelnen Laserstrahl verwenden, sondern gleich ein ganzes Bündel solcher Strahlen, die parallel arbeiten. Mittels Ultrakurzpulslaser kann Glas nicht nur geschnitten, sondern auch gebohrt und gefräst werden.
Die Weiterentwicklung der Strahlquellen hat die Preis gesenkt, so dass es Ultrakurzpulslaser für Glasveredler heute zu akzeptablen Preisen gibt.
Lasereinsatz in der Praxis
Dr. Thoma Rainer von der Hegla-Boraident stellte eine Reihe von Produkten vor, die mit einem „Laserbird“, der hauseigenen Laserbearbeitungsanlage, hergestellt werden können. Hier geht es in erster Linie darum, die Oberfläche des Glases zu verändern, das Schneiden oder Bohren ist jedoch ebenso möglich. Die Palette der erzielbaren Produkte reicht dabei von Entschichten im Randbereich (Isolierglasproduktion), heizbarem Glas, Vogelschutzglas, Radarglas, Mobilfunkempfang verbessernden Gläsern, Sonnenschutzstrukturen bis hin zu funktionalen Aufdrucken zur Erzeugung eines Alarmglases. Darüber hinaus lassen sich Gläser mit einer Laser-Markierung zur Verfolgung des Glases durch die Produktion versehen (automatisierte Fertigung).
Fälschungssichere Produktmarkierungen auf Glas war das Thema von Kay Bischoff vom Laserzentrum Hannover. Immer öfter gibt es die Anforderung bei hochwertigen Glasprodukten, diese von Plagiaten sicher unterscheiden zu können und auch dem Kunden die Möglichkeit zu geben, sicher zu sein das Original gekauft zu haben.
Die Arbeitsgruppe Glas im LZH beschäftigt sich mit Mikrostrukturen, die in Glas eingebracht werden und dort ein Hologramm ergeben; dies lässt dann eine eindeutige Kennzeichnung entstehen.
Laserpolieren ist ein Verfahren, das kleinste Unebenheiten auf der Glasoberfläche mit Hilfe der durch den Laser zugeführten Energie beseitigt. Zum Einsatz kommt dieses Verfahren zum Beispiel bei Glaslinsen, die wegen ihrer gebogenen Oberfläche schlecht mit anderen Verfahren bearbeitbar sind.
Weitere Felder der Glasbearbeitung, die vorgestellt wurden, waren inverses Bearbeiten für die Mikrostrukturtechnik (z.B. Analyse von geringen Mengen in der Medizintechnik), Schweißen von (Quarz-)Gläsern und der aufkommende 3-D Druck. Diese Verfahren ist allerdings noch im Laborstatus.
„Krumme“ Kanten schneiden
Einen höchstinteressanten Ausblick in die Zukunft zeigte Dr. Schäfer von der Firma Trumpf auf. In ersten Arbeiten ist es gelungen, den Laser „krumm“ schneiden zu lassen. Zum Einsatz kommt hier wieder ein Ultrakurzpulslaser und das oben beschriebene Perforationsverfahren. Damit könnte in nicht allzu weiter Zukunft beim Flachglasscheiben eine C-Kante generiert werden, die die Vorteile der klassischen Formgebung mit den Prozessvorteilen der Lasertechnik verbinden würde. Man darf also gespannt sein, wie die Entwicklung hier weitergeht.
Dr. Thomas Schmidt, Glasberater
Trumpf Laser- und Systemtechnik