Bearbeitung von Kunststoffen ohne Nachbearbeitung.

Kunststoffe sind aufgrund ihrer enormen Bandbreite an Einsatzmöglichkeiten einer der zentralen Werkstoffe industrieller Anwendungen. Abhängig von der chemischen Zusammenstellung und dem Herstellungsverfahren weisen Kunststoff-Formteile charakteristische, technische Eigenschaften auf, die für den Verwendungszweck optimiert sind.

Das weit verbreitete mechanische Strukturieren, Bohren und Zuschneiden von Kunststoffen ist meist verbunden mit einer langwierigen und aufwendigen Nachbearbeitung um hochpräzise Resultate zu erzeugen. Zudem wird die laterale- und Tiefenauflösung durch das verwendete mechanische Bearbeitungsbauteil begrenzt.

Die Ultrakurzpulsbearbeitung mit einem Laser ebnet bei der Bearbeitung von Kunststoffen eine neue Stufe der Präzision und Auflösung. Die ultrakurze Laserstrahlung ablatiert das Material selektiv und mit derart viel Energie, dass der Kunststoff örtlich verdampft, ohne dass das umliegende Material schmilzt oder sich verzieht. Aufgrund des ausbleibenden Schmelzprozesses ist die Bearbeitung hochpräzise und der Ultrakurzpulslaser durch die örtliche Lokalisierung der Energie das Werkzeug der Wahl für eine mikrometergenaue Bearbeitungsmöglichkeit. Mögliche Anwendungsgebiete bei der Bearbeitung von Kunststoffen ist die Funktionalisierung der Oberfläche oder das Einbringen von Mikrobohrungen ohne den Kunststoff mechanisch zu belasten. Lackierte oder gefärbte Kunststoffe können ebenfalls bearbeitet werden.

Das Bohren von Kunststoffen mit einem UKP-Laser für die Herstellung von Kunststoffsieben beispielsweise, ist ein häufig angewandtes Bearbeitungsverfahren. Die lasergebohrten Kunststoffbauteile finden Anwendungsbereiche im Automobilsektor, in Elektrogeräten oder auch in Konsumgüteranwendungen. Einer der wichtigsten Kunststoffe ist Polypropylen, das sich durch seine Härte und thermischen Belastbarkeit auszeichnet. Das Bohren von Polypropylen ist u.a. für die Herstellung von Kunststofffiltern in der Medizintechnik relevant. Auch die Einbringung von Entlüftungsbohrungen in ein Kunststoffbauteil für verschiedenste Prozesse ist mit dem UKP-Laser problemlos darstellbar.

Die Bearbeitung mit einem Ultrakurzpulslaser eignet sich ebenfalls für die Funktionalisierung der Kunststoffoberfläche durch Mikrostrukturierungen durch z.B. Mikrofaltenbälge. Mikrokanäle, Sacklöcher, Zeichen und beliebige andere Formen können Kunststoffunabhängig eingebracht und hergestellt werden.

Ebenfalls können Kunststofffolien ohne ausfransen der Kanten formtreu zugeschnitten werden.

Bei Kunststoffen ist ebenfalls eine Ultrakurzpuls-Laserbeschriftung möglich. Beispielsweise wird bei mehrfachbeschichteten oder lackierten Kunststoffen durch Abtragen/Verdampfen der obersten Schichten ein Kontrast erzeugt. Bei helleren Kunststoffen wird durch die Laserbearbeitung die Farbe des Kunststoffs durch eine kurzzeitige Aufschmelzung geändert und erscheint dunkel auf dem hellen Kunststoff-Untergrund. Die Beschriftung von Kunststoffen ist gerade für die Medizintechnik sehr interessant und unabdingbar. Die FDA (Food and Drug Administration) führte eine eindeutige, nachvollziehbare Produktkennzeichnung ein für medizinische Produkte. Die glatte Kunststoffoberfläche wird weder in der Beschriftung noch im umliegenden Material verändert und Keime können sich nach wie vor nicht an dem Material festsetzen. Produkte wie Pumpen, Schläuche, Stents und andere Bauteile können mit diesem Verfahren zerstörungsfrei und korrosionsfrei beschriftet werden.