Innovative Laser-Technologie auf der glasstec 2014

Die transparente Multifunktionsglasscheibe im Visier

Activation Line 300: Beschichtungen auf Glas gezielt erwärmen

Sie bewahren Autofahrer vor grellem Sonnenlicht, lassen Wasser und Schmutz von Fensterscheiben abperlen und schützen Schutzgläser oder Displays von Handys und Tablet Computern: Die Rede ist von Funktionsoberflächen, die Glas zum flexiblen Tausendsassa machen. Auf der glasstec 2014 zeigt die Firma LIMO Lissotschenko Mikrooptik GmbH, ein Laser- und Strahlformungsspezialist aus Dortmund, eine neue Kurzzeit-Tempertechnologie, mit der diese oft hauchdünnen Schichten sehr schonend, extrem schnell und äußerst präzise erwärmt und damit funktionalisiert werden können.

Die Aufgabenstellung klingt unlösbar: Innerhalb von Bruchteilen von Sekunden sollen die zu optimierenden Schichten auf über 1000 Grad Celsius erhitzt werden, um so ihre Funktionen (wie Sonnenschutz oder Dünnschichtelektronik) zu aktivieren. Diese Oberflächen sind oft dünner als Haare (in Zahlen: von über 0,1 bis über 100 Mikrometern) und sie beherbergen oft winzigste Partikel und Moleküle, die bereits wenige Zehntelsekunden nach Erreichen der Bearbeitungstemperatur wieder erkaltet sein müssen, damit sie ihre gewünschten Eigenschaften und Strukturgrößen nicht wieder verlieren. Hinzu kommt mit Glas ein Trägermaterial, das ein falscher Erwärm- und Abkühlprozess - der Fachmann spricht von Tempern - schwächen oder zerstören würde.

„Glas ist ein fragiles Material. Die Bearbeitung der Oberflächen ist eine große Herausforderung, die sich nur mit sehr selektivem und schnellem Aufheizen und Abkühlen lösen lässt“, sagt Dipl.-Ing. Dirk Hauschild, Director Thin-Film Activation bei LIMO. Zum Zuge kommt ein sogenannter In-Line-Hochtemperatur-Prozess, der sogar extrem dünne Funktionsschichten in wenigen Millisekunden extrem genau und großflächig erwärmt. Diese Aufgabe übernimmt die Activation Line 300, die leistungsstärkste L³ LIMO Line Laserquelle (Daten für Experten: über 13 kW CW-Leistung bei einem 300 Millimeter langen homogenen Linienfokus; Bestrahlungsintensität bis zu 40 kW/cm²; Strahlqualität M² < 3 in Bearbeitungsrichtung; hohe elektrooptische Energieeffizienz von über 40%).

LIMO hat dieses System als innovative Ergänzung zum typischen Ofen und Lampen-Tempern entwickelt. Dank der intensiven und gleichmäßigen Bestrahlung eignet sich der speziell für den Dauereinsatz entwickelte Laser besonders für das prozesssichere Tempern im industriellen 24/7 Einsatz. Hinzu kommt: Wegen der geringen Wärmekapazität kühlen die Schichten auch sehr schnell wieder ab. Für die gleichmäßige und großflächige Bearbeitung sorgt außerdem die patentierte LIMO-Strahlformung, die den Laserstrahl und die entsprechenden Kennwerte des Prozesses automatisch desensibilisiert und stabilisiert.

„Der Anwender kann dank des gezielten Bestrahlens mit dem Linienstrahlprofil Oberflächen großflächig und gleichmäßig tempern, ohne die Eigenschaften des Substratmaterials zu beeinträchtigen“, erläutert Hauschild. „Die Activation Line 300 ermöglicht so maßgeschneiderte Prozesse mit vollständig geschlossenen Oberflächen.“ Es lassen sich im Gegensatz zu klassischen, punktuellen Laserbearbeitungsverfahren aber auch sehr kleine Energie- und Prozessfenster verwirklichen, die bisher nicht adressierbar waren. Die Innovation aus Dortmund kommt dank ihrer Vielseitigkeit daher unter anderem infrage für Kurzzeit-Tempern (Modifizieren von Oberflächen und Beschichtungen durch extrem schnelles Erhitzen), Rapid Thermal Annealing (Ausheilen von Kristallfehlstellen innerhalb von Millisekunden) sowie selektives Tempern (gezieltes Erhitzen von Oberflächenmaterialien). Hauschilds Einladung speziell an Interessenten aus der Glasindustrie: „Besuchen Sie uns auf der glasstec Ende Oktober 2014 in Düsseldorf und lassen Sie uns gemeinsam über Ihre Herausforderung an unsere Activation Line 300-Laserquelle sprechen.“

Weitere Informationen am LIMO-Stand auf der glasstec 2014, Düsseldorf (21. - 24.10.2014) in Halle 11, Standnr. 11A07 und bei unserem Vortrag “Towards Novel Products, Performance and Cost Improvements by Means of Laser Treatment of Glass” am 20.10.2014 um 17:40 Uhr beim Kongress “solar meets glass” (Messegelände Düsseldorf, CCD Ost).

Über LIMO:

Die LIMO Lissotschenko Mikrooptik GmbH gehört seit ihrer Gründung 1992 zu den international führenden Spezialisten für Laserstrahlformung. Im LIMO Hauptsitz in Dortmund entwickelt, produziert und vertreibt ein internationales Team aus 240 spezialisierten Fachkräften innovative Mikrooptiken und Lasersysteme. Weltweit sind wir das einzige Unternehmen, dessen Kernkompetenzprofil auf einzigartige Weise Mikrooptik-Design mit Diodenlasersystemen und dem Know-How in der Materialbearbeitung vereint. Dies macht LIMO zu einem wichtigen und verlässlichen Partner für Unternehmen unterschiedlichster Branchen, z.B. in der Halbleiterfertigung, Flachbildschirmindustrie, bei der Herstellung von Medizingeräten oder in der Automobilbranche, die auf der Suche nach individuellen Laser-Lösungen sind.