8. UKP Atölyesi Ultrafast Laser Technology, 8 ve 9 Nisan tarihlerinde Aachen'da 22 ülkeden 120 uzmanı bir araya getirdi. İsim zaten ipucu veriyor: bu atölyede pikosaniye (ps) ve femtosaniye (fs) aralığında lazer darbelerinin üretilmesi ve uygulanması üzerine odaklanılıyor. Bu lazer darbeleri pratikte her malzemeyi işleyebilir. Araştırma ve geliştirme, son yıllarda lazer darbelerinin üretilmesi ve uygulanmasında büyük ilerlemeler kaydetti, bu nedenle bu yılki uzman görüşmeleri yeni uygulamaların yanı sıra süreçlerin ölçeklenmesi üzerine yoğunlaştı.
Daha fazla güç ve daha fazla dalga boyuyla ölçeklendirme
Şu anda, sistem sağlayıcı TRUMPF gibi firmalardan 1000 watt'a kadar endüstriyel lazer ışın kaynakları mevcut. Bu lazer, 1 ps altında pul uzunluklarında 10 mJ'a kadar pul enerjileri ile Fraunhofer ILT'deki Fraunhofer Mükemmeliyet Kümesi Advanced Photon Sources CAPS uygulama laboratuvarında veya TRUMPF'nin Schramberg'deki tesislerinde testler için hazır durumda.
Lazer sistemlerinin dalga boylarında, daha küçük odak noktası ve şeffaf malzemelerin kaldırılması ile ilgili avantajlar üzerine tartışmalarla birlikte ultraviyole (UV) ve derin UV (DUV) yönünde bir eğilim var. Tüketici elektroniği pazarındaki uygulamalar, özellikle ekran üretimi, bu gelişimi teşvik ediyor. Orada hala eksimer lazerler baskın, ancak katı hal UKP lazerleri yükselişte, Coherent'den duyduğumuz kadarıyla.
Light Conversion, atölyede farklı lazerlerin güç ve ömrü hakkında ilginç veriler sundu. 30 W-UV sisteminde 10.000 saatten fazla bir süre, 172 nanometre dalga boyu üretimi testlerinde yaklaşık 30 dakikaya kadar bir özet sağlandı, bu da 6. harmonik ile eşleşiyor.
EKSPLA'dan gelen yeni bir sistem, bir lazerden ns ve fs darbeleri sağlıyor ve katılımcılara darbelerin süresini ve aralığını serbestçe ayarlama seçeneği sunuyor. 'Bu, bir makinede kaba işleme ve ince işleme gibi' diye belirtti bir katılımcı. EKSPLA'nın sistemi, MHz ve GHz patlamalarının çok esnek bir şekilde programlanmasına da izin veriyor. Birkaç yıl önce bunlar temel sunumların konusuydu - şimdi modern UKP ışın kaynaklarının standart bir parçası haline geldiler.
Uzmanlar, son yıllarda malzeme içindeki süreçleri daha iyi anladıkları için atölyenin odak noktası artık sistem teknolojisine daha fazla yöneliyor. Bu yıl, ışın şekillendirme konusu özel bir ilgi gördü. Hamamatsu, 700 watt veya 3 kW/cm²'ye kadar dayanabilen yeni bir LCoS modülatörü (Silikon Üzerinde Sıvı Kristal) sunuyor. Kullanıcılar, ışınları neredeyse istedikleri gibi şekillendirebiliyor - halka ve top şapkası profilleri sadece iki örnek. Ayrıca çok ışın profilleri üretiyorlar veya aberrasyonları düzeltiyorlar.
Silicon Light Machines, mikro-elektromechanik sistemler (MEMS) tabanlı benzer modülatörler gösterdi. LCoS modülatörlerinden daha hızlıdırlar (100-500 kHz yenileme hızı) ve 10 kW/cm²'ye kadar dayanabilirler, ancak daha düşük çözünürlükleri vardır. Modülatörlerin esnekliğine ihtiyaç duymayanlar, yüksek çözünürlük ile yüksek yıkım eşiğini birleştiren difraktif optik elemanlara (DOE) geri dönerler. HOLO/OR, bunların tarayıcı sistemleri ile uygulamadaki avantajlarını ve dezavantajlarını sundu.
Sonuncuları da önemli ilerlemeler kaydetti. MOEWE'nin Mittweida'daki çokgen tarayıcısı, lazer ışınının 1000 m/s'ye kadar sapma hızını sağlıyor. Geliştiriciler, hızlı gravürleme sırasında ortaya çıkan 38 GB'a kadar veri miktarını yönetmek için merkezi bir sorunu çözmek zorunda kaldılar. 100 metrekareden fazla alana sahip baskı silindirlerinde, segmentli alanlara yöneldiler. Uzmanlar, bu tür uygulamalar için daha güçlü ışın kaynaklarının kullanımıyla verimlilikte önemli bir artış bekliyorlar.
SCANLAB ve AEROTECH gibi şirketler, her sistemin güçlü yönlerini daha yüksek bir verim için kullanmak amacıyla tarayıcıları, akustik-optik modülatörleri ve eksen sistemlerini hedefli bir şekilde birleştiriyorlar. Bu şekilde, bileşenlerin kaskadlanmasıyla sürecin daha yüksek görev döngüleri bekliyorlar, bu da daha yüksek bir verimlilik sağlıyor.
Martin Reininghaus, Pulsar Photonics'in çok ışın makineleri ile verimliliği artırmanın bir başka yolunu sundu. Bunun için Pulsar, çok ışın başlığına ek olarak bir çok tarayıcı ve çok tarayıcı başlık konsepti geliştirdi. Çok ışın başlıkları, periyodik yapıların yüksek verimle üretilmesi için uygundur, oysa çok tarayıcı kurulumlarında her tarayıcı bağımsız olarak hareket edebilir. Bunun için büyük veri miktarlarını ve lazer darbelerini doğru zamanda farklı tarayıcılara dağıtmak bir zorluk haline geliyor.
Inline süreç kontrolünün ne kadar önemli olduğunu, Florian Lendner GFH'den gösterdi. Süreç ve çevresel parametrelerin sürekli izlenmesi sayesinde, ekibi otomatik bir düzeltme rutini ile dengelenebilecek bir uzun vadeli kaymayı tanımladı. Bu sayede parçaların şekil doğruluğu ± 1 µm düzeyinde iyileştirildi, böylece mikro işleme doğruluğu daha da artırıldı.
Dr. Jens Ulrich Thomas (Schott AG), camın mikro kaynakları konusundaki deneyimlerini paylaştı. Schott, süreci wafer seviyesinde uyguladı ve 50 MPa'nın üzerinde bir kayma dayanıklılığı ile bağlantılar elde etti. Şirket, bu teknolojiyi medikal teknoloji alanında kullanıyor. Yapıştırıcı içermeyen bağlantı yöntemleri, burada onay sürecini azaltıyor.
Lidrotec, lazer darbelerinin özel bir uygulaması ile yarı iletken pazarına yöneliyor ve burada çiplerin ayrıştırılması sırasında malzeme kayıplarını azaltmayı hedefliyor. Bu nedenle, Lidrotec teknolojiyi büyük ölçekli uygulamalara hazırlıyor.
Dokunulabilir lazer teknolojisi: 'Pazar Yeri' kampüste
Fraunhofer ILT laborlarına, RWTH 'Dijital Fotonik Üretim Araştırma Kampüsü' ve RWTH Aachen - Lazer Teknolojisi Kürsüsü ile RWTH Aachen - Optik Sistemler Teknolojisi Kürsüsü'ne yapılan tur, atölyede sunulan birçok teknolojiyi canlı olarak görme fırsatı sundu. Sunulan uygulamalardan biri Seçici Lazerle Tahrik Edilen Aşındırmadır (SLE). Bu süreçte odaklanmış lazer ışını, istenen parçanın konturunu bir cam blok üzerine yazar ve ardından bu, bir aşındırma süreci ile açığa çıkarılır.
Astrid Saßmannshausen (Fraunhofer ILT), laboratuvarında ve daha sonra atölyede bu süreçle, mikro ve makro optik bileşenler, örneğin lensler nasıl ürettiğini gösterdi. Bu yöntemin avantajı tasarım özgürlüğü ('Ücretsiz Karmaşıklık') ve kişiselleştirilebilirliktir. Şekil oluşturulduktan sonra yüzey lazerle parlatılır. UKP lazeri, camı doğrudan yüzeysel olarak da aşındırabilir; burada her zaman işlem hızı ile yüzey kalitesi arasında bir denge bulmak gerekir.
Ayrıca, sıvı kristal modülatörler aracılığıyla ışın şekillendirme etrafında birçok etkinlik gösterildi. Örnekler, SLE süreci ve yüzey yapılandırması hakkında daha önce Martin Kratz ve Martin Osbild (her ikisi de Fraunhofer ILT) tarafından sağlandı.
Işın şekillendirme ile sferik aberrasyonlar azaltılabilir, çok ışın profilleri oluşturulabilir veya daha büyük yüzeylerin bir bütün olarak yapılandırılabileceği optik damgalar oluşturulabilir. Bu ışın şekillerinin mümkün olan en mükemmel şekilde nasıl oluşturulabileceğini, RWTH Aachen - Optik Sistemler Teknolojisi Kürsüsü'nden Paul Buske sunumunda gösterdi.
Açık, yüksek uzmanlıkta, geleceğe yönelik - UKP Atölyesi 2025
'UKP topluluğunun burada teknik detaylar hakkında ne kadar açık konuştuğu her seferinde etkileyici' diyen Dr. Dennis Haasler, Fraunhofer ILT'de grup lideri ve atölyenin başkanı, 8. UKP Atölyesi Hızlı Lazer Teknolojisi'nin kapanışında memnuniyetini ifade etti. 'Atölye, araştırma ve geliştirme ile sanayi arasındaki değişim için mükemmel bir platform olarak bir kez daha kendini kanıtladı' diye ekledi Dr. Christian Vedder, Fraunhofer ILT Yüzey Teknolojisi Departmanı'nın yöneticisi.
Bu yılın odak noktası, üretim süreçlerinin daha da ölçeklendirilmesi oldu; bunun için özellikle proses mühendisliği alanından birçok yenilik tartışıldı. Bir sonraki UKP Atölyesi Hızlı Lazer Teknolojisi 28 ve 29 Nisan 2027 tarihlerinde planlanmıştır.
İletişim:
