Basisbegrippen Laser
Proces
Werkstukvoorbereiding
Performance
Nd:YAG-Laser
Hoog vermogen - Twee oplossingen
CO2-Laser
Kapazitive Hochfrequenzentladung (HF) +/Entladung
Masse
De golflengte maakt het onderscheid Nd:YAG λ=1,064 µm
Diodenlaser λ=0,808, 0,980 µm
Excimer (KrF λ=0,248 µm)
CO2 λ=10,6 µm
Absorptie in %
100 Ag
80
Glas
60 40
Cu
20
Fe Al
0 IR
UV
0,1
0,3
1 Golflengte in µm
3
10
Warmtegeleidbaarheid van metalen Voorwaarde om te lassen: Werktemperatuur > Smelttemperatuur
cw: I ≈ 10 - 60 kW/mm² Puls: I ≈ 20 - 300 kW/mm²
I ≈ 1,4 mW/mm²
markeren: I = 1 - 50 MW/mm²
Enkel geabsorbeerd vermogen verhoogd oppervlaktetemperatuur Warmtegeleidbaarheid voert ingekoppeld vermogen af
Lens
Smeltgeneratie enkel bij voldoende lange bestralingstijd Vermogenintensiteit : I = P / A [kW/mm²] P = Vermogen, A = Bestraaloppervlakte
I ≈ 0,5 W/mm²
Vermogenintensiteit in kW/mm²
Overzicht verschillende laserbewerkingen
1k J/m m²
104
Bohren
Gravieren
102
1
10-2 10-9
Beschriften
Schneiden
Ab so rb .E n mJ ergi /m edi m² ch te: 10
Tiefschweißen 1J
/m m²
Schweißen Schmelzen Härten
10-6 10-3 Bestralingsduur in s
1
Basisbegrippen Laser
Proces
Werkstukvoorbereiding
Performance
Principe van warmtegeleidingslassen Opwarmen van oppervlakte: Gefok. Laserstraal
z
Warmte-ophoping aan de oppervlakte vermogen > reflektie + warmte afvoer
Gereflecteerd vermogen: z Warmtegeleiding in diepte en breedte YAG / CO2: 68 / 88%
Inkomend vermogen :100%
Bestraalde oppervlakte z Oppervlaktetemperatuur bereikt
smelttemperatuur (TM,Staal = 1490°C)
Schmeltbad
Warmteafvoer
z
Absorptiegraad verandert zich: - YAG: 35% (20°C) naar 32% (1500°C) - CO2: 5% (20°C) naar12% (1500°C)
z
Smeltgeneratie begint
Isothermen
Principe van dieplassen
Metaal - damp
z
Metaaldamp (=laserplasma) verdringt smelt en genereert dampkanaal (=keyhole)
z
Meervoudige reflectie in dampkanaal genereert verhoogde vermogeninkoppeling
z
Met de diepte neemt de vermogeninkoppeling toe
z
Versterkte dampgeneratie in werkstuk stopt, wanneer smeltbadoppervlakte het geabsorbeerd vermogen kan afvoeren
z
Bij doorlassen treedt straling onderaan uit
Uittredend vermogen: YAG / CO2: 25 / 50%
Inkomend vermogen: 100%
Smeltbad
Genereren van dampkanaal:
Gefok. laserstraal
Dampkanaal
Warmteafvoer
Isothermen
Principe van dieplassen Lasnaad: Metaal -damp Dampkanaal
Gefok. laserstraal
Inkomend vermogen :100%
z
Dampkanaal wordt met vw door plaat bewogen
z
Smeltvloei om dampkanaal (Diameter ≈ Fokusdiameter)
z
Smeltbadbeweging veroorzaakt schubvorming aan naadoppervlakte
Uittredend vermogen: YAG / CO2: 10 / 15%
z
Dieplassen > 3 mm tot >90% vermogeninkoppeling
Lassnelheid vw in m/min
z
Voordelen tegenover warmtegeleidingslassen : - Grotere lassnelheid - Kleinere naaddoorsnede - Geringere therm. vervorming
Lasnaad
Smeltbadbeweging
Slijpbeeld van een dieptelas Gefok. Laserstraal
Staal, 4 mm dik 1,4 kW, Fokusdiameter 0,3 mm Lassnelheid 1 m/min
WEZ
Inlasdiepte : 3,6 mm In warmtebeinvloede zone (WBZ) is er opharding
Basisbegrippen laser
Proces Schmelze Dampfkapillare
erstarrte Schmelze
Werkstück
Werkstukvoorbereiding
Performance
Lasergeorienteerde konstruktie De sleutel tot succes Voorbeeld voor schottenversterkte draagstructuur
Dwarslat
Eenduidige montage door schotten met verschillende montagereferenties
Lasergeorienteerde konstruktie De sleutel tot succes Verbindingmogelijkheden Werkstukken zijn reeds ten opzichte van elkaar gepositioneerd door: z
Pen-gatverbinding
z
Komplementaire uitsnijdingen
z
Aanslagen
z
centreren
Lasmal enkel voor het spannen van de werkstukken nodig
Gatverbinding
Kompl.uitsnijdingen
Lasergeorienteerde konstruktie De sleutel tot succes Verbinding door komplementaire uitsnijding van: z
Vlakke werkstukken
z
Gebogen werkstukken met lippen in de plooizone
z
buitenkant werkstuk
z
binnenkant werkstuk
Lasergeorienteerde konstruktie De sleutel tot succes Gebruik van centreerdoordrukking
Centreerdoordrukking
Lasergeorienteerde konstruktie De sleutel tot succes Werkstuktolerantie compenseren door overlapnaad
Overlapnaden Stomplas Tolerantiecompensatie
Tolerantiecompensatie
Spanmogelijkheden controleren
Lasergeorienteerde konstruktie De sleutel tot succes Eenduidige verbinding tussen werkstuk en spankaliber voorzien door: z
pen-gat verbinding
z
Aanslagen aan het kaliber of het werkstuk
Eenduidige verbinding tussen kaliber en machine voorzien
Lasergeorienteerde konstruktie De sleutel tot succes
Eenduidig gedefinieerde werkstukmontage door de verbindingsmogelijkheden Gebruik van onsymmetrische verbinding
Basisbegrippen laser
Proces Schmelze Dampfkapillare
erstarrte Schmelze
Werkstück
Werkstukvoorbereiding
Performance
Laserlassen met CO2-Laser 22 Opmerking : Lasresultaten afhankelijk van materiaal en machine
20 18
Lastype : Blindnaad Schermgas: Ar of He Zonder toevoegdraad
16
Lassnelheid [m/min]
TLF TLF TLF TLF
6000 5000 4000 3200
14 12 10 8 6 4 2 0
1
2
3
4
5
6
Lasdiepte (Plaatdikte) [mm]
7
8
9
10
Laserlassen met Nd:YAG Laser 12
Materiaal: Staal- Blindnaad Fokussering: Brandpt afst. f = 100 mm Afb.-Verh. 1:2
11 10 L a s s n e lh e id in m /m in
9
HL 4006 D
8
HL 3006 D
7
HL 2006 D
6 5 4 3 2 1 0 0
1
2
3
4
5
6
Lasdiepte in mm
7
8
9
10
Laserlassen maakt zin ! Voordelen van laserlassen voor de produktie kostengunstige bewerking
door hoge bewerkingskwaliteit en hoge produktiviteit hoge flexibiliteit met betrekking tot materiaal en geometrie hoge beschikbaarheid vereenvoudigde opspantechniek door die kontaktlose en krachtenvrije
bewerking goede integreerbaarheid in bestaande bewerkingsmachines
lasersnijden
Waarom lasersnijden ? Minimum set-up tijd snelle bewerkingssnelheden Goede werkstuk toleranties snijrandkwaliteit en finish geen werkstukvervorming flexibiliteit nieuwe constructieve mogelijkheden geluidsarm proces
Types licht
Wit licht
Veel verschillende licht frequenties In alle richtingen
Laser Eén enkele licht frequentie 10.6 µm voor CO2 lasers In fase en zelfde richting, het is ‘coherent’
Het snijproces Straal in Lens
Snijgas types: O2, N2 and Air
Snijgas
Hoogte Regeling
Werkstuk
Nozzle
Lasersnijden
Het snijden begint als de straal door het materiaal is De straal, of het werkstuk, of beide, moet bewegen om de gewenste contour uit te snijden
Sublimeersnijden Materiaal verdampt volledig, eigen dampdruk in combinatie met Stikstof, argon of laag reactief gas zorgt voor de verwijdering van het verdampte materiaal. Beschermgas voorkomt verbranding materiaal en bescherming van de lens Niet geschikt voor snijden van staal of Al ( in theorie wel tot 20 mm) Daar de energiedichtheid veel te hoog zou moeten zijn ,107 W/cm2 Toepassing: snijden van hout, papier, keramiek en kunststoffen
Brandsnijden: Uitsluitend voor ongelegeerde en laaggelegeerde staalsoorten Laser verhit het materiaal tot ontbrandingstemperatuur, snijgas zuurstof start de exotherme reactie, het materiaal wordt als dun vloeibare slak uit de snede geblazen Het proces is ongeveer 10 maal sneller dan sublimeersnijden. Pulserend werken kan de warmteinbreng verminderen
Smeltsnijden Materiaal tot smelten brengen en met behulp van laag reactief of inert gas (vooral stikstof) uit de snede blazen. Geschikt voor hooggelegeerde staalsoorten Meest toegepast is het hogedruksnijden (tot 10 bar) om verlies aan Snelheid tov snijden met zuurstof te beperken
PMS - Geen verloren stukken in dik RVS
Maximale te snijden diktes (in inch)
0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0
aluminum stainless mild steel
TLF 1800 t
TLF 2400 t
TLF 3000 t
TLF 4000 t
L 3030, L 4030, L 6030 - een overzicht...
Laser resonator integrated into the machine frame
Control panel for machine and laser is integrated in the machine frame
Laser cutting head with capacitive height regulation
Automatic pallet changer
Safety enclosure and safety door
Powerful exhaust and filtration system with 5 chambers
Closed machine frame for easy transport and fast installation
Conveyor and drawer for small parts and slag. Additional transverse conveyor (option).
Buissnijden op vlakbedlaser: RotoLas® II
1
2
9
3 4
10
5 6
7 8
1 Servo drive motor rotary-axis 2 Cover of exhaust system 3 Rotary-axis with chuck 4 Rod for shifting the support-brackets 5 Support bracket 6 Workpiece rest on support-bracket 7 Tube 8 NC-stop at motion unit 9 Clamping of servo drive-system 10 Exhaust pipe to exhaust system of basic machine
Systeemkomponenten van laserlasmachines Straalbron Straalgeleiding
Straalgeleiding Straalgeleiding Straalvorming Straalvorming
Straalvorming Procesgeleiding Opspantechniek
ProcesProcesgeleiding geleiding
Werkstuk Werkstuk Opspantechniek Opspantechniek
Straalbron Straalbron
Straalbronnen CO22-Laser reeks Laser
AusgangsLeistung [W ]
Beam Quality M ²
TLF 700
700
1.67
TLF 1200
1200
1.82
TLF 1500
1500
2.0
TLF 2000
2000
1.67
TLF 2700
2700
1.67
TLF 3200
3200
1.67
TLF 4000
4000
2.0
TLF 5000
5000
2.0
TLF 6000
6000
3.0
TLF 8000
8000
3.8
TLF 12000
12000
3.8
TLF 20000
20000
Resonator Design
Straalbronnen Nd:YAG-Laser cw - reeks Typen
Maximale Laserleistung Laserleistung am Werkstück [W] [W]
Strahlqualität [mm · mrad]
HL 353 D
500
350
12
HL 506 D
700
500
25
HL 703 D
1000
700
12
HL 1006 D
1400
1000
25
HL 1003 D
1400
1000
12
HL 1504 D
2000
1500
16
HL 2006 D
2800
2000
25
HL 3006 D
4200
3000
25
HL 4006 D
5500
4000
25
Straalbronnen TLN TRUMPF LASERNETWORK
Werkstation X1 Werkstation Y1
Werkstation Y2
Werkstation X2
Kartesische machines voor CO2-Laser TLW 60 TRUMPF Linear Welder
Naadvolger met rol
CO2-Laser van 700 W - 20.000 W Laserstraalgeleidingsmodule voor het langsnaadlassen van buizen en profielen
Kartesische machines voor CO2-Laser TRUMPF LASERCELL reeks Arbeitsbereiche: Baukastensysteme:
X:
Y:
Z:
A:
B:
C:
TLC 40
900 mm
-
400 mm
n360°
±120°
-
TLC 1000
modular
1500 mm
750 mm
-
±120°
n360°
TLC 1005
1250 mm
1500 mm
500 mm
-
±120°
n360°
3000 mm 1000 mm
-
±120°
n360°
2000 mm 3000 mm 4000 mm TLC 6005
4000 mm
Kartesische machines voor CO2-Laser TLC 40 voor rotatiesymmetrische werkstukken
Werkbereik: X = 900 mm Z = 400 mm B = ± 120° A = n • 360° CO2: Nd:YAG:
700 W - 12000 W 350 W - 4000 W
Kartesische machines voor CO2-Laser TLC 1005 - de universele machine
5 (6) Assen open bouwwijze 2.000 W tot 12 kW
X X == 1.250 1.250 -- 4.000 4.000 mm mm Y Y == 1.500 1.500 mm mm
breed werkstukspectrum
ZZ == 500 500 // 750 750 mm mm
Snijden, lassen etc.
Kartesische machines voor Nd:YAG-Laser LASMA en PowerWeld
Lasermateriaalbewerkingssystem met tot 5 assen voor 2D- en 3D-bewerking (snijden, lassen)
Laserlaswerkstation om te punt- en naaslassen
Flexibele straalgeleiding voor CO2-Laser TLA 60 TRUMPF Laser Arm
Flexibele straalgeleiding tot 12 kW laservermogen voor vlakke als ook complexe 3D bewerking
Flexibele straalgeleiding voor Nd:YAG-Laser LLK Laserlichtkabel
beschermmantel
inkoppeloptiek
gepolierd oppervlak
Robot met LLK en fokusseeroptiek
optische vezel
uitkoppeloptiek
kern met hoge Brekingsindex als omhullend materiaal
Flexibele glasvezelkabel Laservermogens tot 6 kW over 0,6 mm fiber Kabellengtes tot 50 m geen justage van in- en uitkoppeloptiek
Scannerkoncepten voor Nd:YAG-Laser PFO Programmeerbare Fokusseeroptiek
PFO Module
Vrij programmeerbaar Bewerking „on-the-fly“ tot nu voor 1 kW laservermogen toekomstig voor 4 kW
Straalgeleiding voor Nd:YAG-Laser Manueel laserlassen
Snelheid via aangedreven aandrukrol (1 ... 3 m/min) tot 3 kW laservermogen beveiligd met sensoren Lassen in kabine
Enkelstukken in seriekwaliteit MobilLaser
Optimale benutting van laserbronnen in netwerk
Proces Schermgastoevoer
Funktie
Onderdrukking van plasmavorming
Bescherming naad van atmosfeer
Stabilisering van proces
Koaxiale gastoevoer
Voor lagere vermogens (2 kW), met Helium ook voor hogere vermogens
Eenvoudige kontoerbewerking
Crossjet voor bescherming optiek
Zijdelingse gastoevoer
Koaxiale of zijdelingse gastoevoer
Voor laservermogens > 3 kW
Stekende of slepende gastoevoer mogelijk
Konturbewerking kritischer
Proces Schermgas Schermgas Helium Helium Zeer Zeer goede goede oxidatiebescherming oxidatiebescherming voor voor CrNi-staal, CrNi-staal, Ni-basisNi-basis- en en titaanlegeringen titaanlegeringen Gering Gering debiet debiet op op basis basis van van maximale maximale ionisatie-energie ionisatie-energie (24.5 (24.5 eV) eV) noodzakelijk noodzakelijk Justage Justage van van gasstraal gasstraal met met typische typische nozzlediameter nozzlediameter 66 mm mm onproblematisch onproblematisch Gelijkmatig Gelijkmatig lasnaadoppervlak lasnaadoppervlak ook ook bij bij hoge hoge ingebrachte ingebrachte energie energie per per lengte lengte hoge hoge gaskosten gaskosten
Schermgas Schermgas Argon Argon Zeer Zeer goede goede oxidatiebescherming oxidatiebescherming voor voor CrNi-Staal, CrNi-Staal, Ni-basisNi-basis- en en titaanlegeringen titaanlegeringen Hoge Hoge debieten debieten op op basis basis van van gemiddelde gemiddelde ionisatie-energie ionisatie-energie (15.7 (15.7 eV) eV) eisen eisen precieze precieze justage justage van van gasstraal gasstraal met met typische typische nozzlediameter nozzlediameter van van 1,5 1,5 -- 2,5 2,5 mm mm Ongelijkmatig Ongelijkmatig lasnaadoppervlak lasnaadoppervlak of of intenser intenser worden worden van van lasplasma lasplasma bij bij foute foute gasregeling gasregeling gemiddelde gemiddelde gaskosten gaskosten
Proces Schermgas Schermgas stikstof stikstof Goede Goede oxidatiebescherming oxidatiebescherming voor voor roestvrije roestvrije stalen stalen Bij Bij hoge hoge lassnelheden lassnelheden hogere hogere inlasdieptes inlasdieptes Gemiddelde Gemiddelde ionisatie-energie ionisatie-energie (15.5 (15.5 eV); eV); kritische kritische nozzlejustage nozzlejustage zoals zoals bij bij Ar Ar Licht Licht ruwer ruwer lasnaadoppervlak lasnaadoppervlak in in vergelijking vergelijking met met andere andere gassen gassen Geringe Geringe gaskosten gaskosten Schermgas Schermgas koolstofdioxide koolstofdioxide Beste Beste resultaten resultaten m.b.t. m.b.t. porositeit porositeit en en uitzicht uitzicht voor voor stalen stalen met met gering gering koolstof koolstof en en zwavel zwavel aandeel aandeel Op Op basis basis van van lage lage ionisatie-energie ionisatie-energie (14.4 (14.4 eV) eV) niet niet geschikt geschikt voor voor CrNi-stalen CrNi-stalen en en titaanlegeringen titaanlegeringen Gladde Gladde lasnaadoppervlakten lasnaadoppervlakten Kritische Kritische nozzlejustage nozzlejustage zoals zoals bij bij Ar Ar en en N2 N2 Geringe Geringe gaskosten gaskosten
Proces Toevoegdraad Functies Spleetoverbrugging bij stompnaadlas twee platen Beïnvloeden van legering b.v. Cgehalte omwille van gevaar scheurvorming Generatie van een gedefinieerde naadophoping Reduceren van naadtoleranties
Vermogenintensiteit in kW/mm²
Overzicht verschillende laserbewerkingen
1k J/m m²
104
Bohren
Gravieren
102
1
10-2 10-9
Beschriften
Schneiden
Ab so rb .E n mJ ergi /m edi m² ch te: 10
Tiefschweißen 1J
/m m²
Schweißen Schmelzen Härten
10-6 10-3 Bestralingsduur in s
1
Lasercladden
Huidige stand der techniek Lasercladden wordt toegepast om de oppervlakte-eigenschappen van metalen en machineonderdelen plaatselijk te verbeteren. Met name gaat het daarbij om verhoging van de slijtvastheid en de weerstand tegen corrosie. De laser fungeert als warmtebron om het cladmateriaal op het basismateriaal te lassen. Door het lokaal smelten van het oppervlak ontstaat een metallische verbinding tussen cladlaag en dragermateriaal. Het cladmateriaal wordt doorgaans als een poeder opgebracht, maar dat zou ook kunnen in de vorm van een pasta of op galvanische wijze. Nikkelhoudende poeders zorgen voor corrosievaste lagen, cobalt en chroom zijn verantwoordelijk voor hoge slijtvastheid. Het aanbrengen van poeder kan op twee manieren. Het is mogelijk het oppervlak eerst te bedekken met een poeder, waarna de laser het oplassen verzorgt. Betere resultaten worden behaald door gelijktijdig met de laserstraal het poeder naar het oppervlak te brengen.
LAM
Titanium-based alloys, nickel-based alloys, high-strength steels and silicon nitride are a few of the materials for which an increase in material removal rate up to a factor of five and a decrease in tool wear by as much as 90% have been achieved.
Laser geeft drijfstangproductie BMW forse impuls Een ogenschijnlijk uitgerijpt productieproces als drijfstangproductie heeft met de introductie van lasertechniek een flinke schop vooruit gekregen: in één klap is bij BMW Motoren in het Oostenrijkse Steyr de productiviteit met 20% toegenomen Introductie van laserkerven bij de productie van drijfstangen heeft een uitgerijpt productieproces nieuw leven ingeblazen. Tot ’97 werd het grote oog van de drijfstang (bigend) gevormd door twee halve schalen te maken, samen te voegen en aansluitend te bewerken. Nu wordt de drijfstang als één geheel aangeleverd. Een laser brengt scherpe kerven aan in de binnenkant van het bigend waarna met een kort klap twee schalen worden gevormd. Beide delen passen daarna weer naadloos op elkaar. Beide pasvlakken moesten voordien nauwkeurig worden bewerkt en beide delen moesten voor samenvoeging worden gereinigd en ontvet.
Voor het breken van het bigend worden de twee M8 bouten, die beide helften laten bij elkaar moeten houden, aangebracht. Even lossen en weer aandraaien na het breken volstaat om de drijftang tot ‘een geheel’ te maken. De positie van beide schalen ten opzichte van elkaar is eenduidig gedefinieerd door het brosse breukvlak. Het wegvallen van een complete bewerkingsstraat en wasinstallatie heeft de productiviteit direct met 20% verhoogd. Anno 2002, vijf jaar na de introductie van het laserkerven, is de productiviteit voor drijfstangen 50% hoger dan destijds. BMW Motoren Steyr maakt jaarlijks 8,2 miljoen drijfstangen, alleen voor BMW. Inmiddels passen de meeste Europese motorenfabrikanten deze laserkerftechniek toe bij de productie van drijfstangen. De eerste Amerikanen zijn er ook mee begonnen en in Japan zijn de eerste proefinstallaties operationeel.
Laser polijst metalen supersnel Polijsten met lasertechniek is een nieuwe techniek die door het Instituut für Lasertechniek uit Aken in Frankfurt is voorgesteld. Het is een techniek die vooral zijn toepassing zal gaan vinden in de branche gereedschapmakerij. Polijsten van spuitgietvormen, dat vooralsnog ‘met de hand’ wordt gedaan, kan met lasertechniek tien tot honderd keer sneller gebeuren aldus het ILT. Samen met het Duitse bedrijf Laser Finishing Center AG is de technologie ontwikkeld waarmee driedimensionale metalen oppervlakken tot hoogglans zijn te polijsten met de laser. Het werkstukoppervlak wordt daarbij zowel gesmolten als verdampt. Er wordt gebruik gemaakt van een normale in de industrie beschikbare Nd:YAG-Laser bron.
Haas stelt schijflaser voor in München De hoog vermogen schijflaser gebruikt in plaats van ‘n staaf als lasermedium een kristallen schijf uit YAG-materiaal. De 1 kW-bron haalt een rendement en straalkwaliteit die tot nog toe was voorbehouden aan CO2-lasers. Het Zuid-Duitse bedrijf Haas-Laser brengt als eerste een schijflaser op de markt voor industrieel gebruik. Waar normaal een staafje van circa Ø6 mm het hart vormt van een Nd:YAG-laser vormt, wordt in dit nieuwe concept een schijfvormig kristal toegepast. Haas past een diodenarray toe voor de opwekking van licht. Die array straalt licht uit met een golflengte die nauwkeurig is afgestemd op het kristal. Dat komt het rendement van de bron ten goede en de straalkwaliteit. Ten opzichte van de momenteel in gebruik zijnde lampgepomte Nd:YAG-lasers is het rendement van de schijflaser een factor drie keer zo hoog. Verder is de levensduur van een diodenarray is veel langer dan die van een flitslamp. Er worden in dit verband meestal gesproken over 10000 uur of meer voor de array, terwijl een flitslamp meestal slechts 20% van die waarde haalt. Een diodengepompte bron heeft dus minder onderhoud nodig. De nieuwe schijflaser straal licht uit van een kwaliteit vergelijkbaar met die van een CO2-bron. Snijden van dunne plaat kan nu met een industriële robot gebeuren. De laserstraal afkomstig van een Nd:YAG-laser kan immers door een dunne glasvezel worden geleid. Sturen van een laserstraal afkomstig van een CO2-bron kan alleen met spiegels.
Laser maakt diamant in vrije atmosfeer Aan het BIAS in Berlijn is de techniek ontwikkeld waarmee diamant onder atmosferische omstandigheden zijn op te groeien. Daarbij wordt gebruik gemaakt van lasertechniek. Fysici aan het Bremer Instituts für Angewandte Strahltechnik (BIAS) hebben diamant gemaakt onder atmosferische omstandigheden, iets wat tot nog toe alleen in vacuum-ovens kon. Een laserstraal afkomstig van een ‘multi-kW’ bron wordt op één punt gefocusseerd waardoor lokaal een temperatuur ontstaat van 20.000°C. Door de focus wordt een dragergas geleid dat dan acuut ioniseert. Een gelijktijdig toegevoerd koolstofhoudend gas valt uiteen in zijn afzonderlijke elementen. De koolstofatomen slaan neer als polykristallijn diamant op het onderliggende substraat. Waar met traditionele technieken met een snelheid van een paar µm per uur zijn op te bouwen, is met de nieuwe techniek een laagje van 2 µm per minuut te maken. De truuk zit ‘m in een juiste combinatie van laservermogen, gasdruk/soort en in de hand houden van randinvloeden. Alleen dan is diamant van hoge kwaliteit neer te slaan. Er is jarenlang aan deze techniek ‘gedokterd’. Omdat het proces in de vrije atmosfeer plaatsvindt, kunnen grote onregelmatig gevormde werkstukken probleemloos van diamant worden voorzien. Diamantcoatings worden al toegepast in de gereedschappenindustrie ter verhoging van de standtijd van zowel stempels en matrijzen als van snijgereedschappen. De techniek wordt de komende jaren richting industrie doorgesluisd. Het Duitse Ministerie ‘Bildung und Forschung’ heeft € 3 miljoen ter beschikking gesteld.
