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Oberflächenbearbeitung

Im Bereich der Oberflächenbearbeitung ist seit langem klar: Die Oberflächenbeschaffenheit eines Produktes, eines Bauteils, eines Werkzeugs oder einer Maschine ist nicht nur aus dekorativer Betrachtungsweise interessant.

Die Funktionalität eines Produktes wird heutzutage maßgeblich von seiner Oberflächenbeschaffenheit bestimmt. So ist es zum Einen möglich, Beschichtungen (z.B. Hartmetallbeschichtungen, organische Lacke etc.) auf eine Oberfläche aufzubringen um diese für den angedachten Zweck zu optimieren, zum Anderen aber auch die bestehende Oberfläche so zu bearbeiten, dass das Produkt seine angestrebten Funktionen deutlich effizienter und langlebiger erfüllen kann.

Bestehende Technologien zur Oberflächenbearbeitung

Technologien zur Oberflächenbearbeitung gibt es viele.

Dazu zählen zum Einen herkömmliche mechanische Verfahren wie Schleifen, Polieren, Läppen, Bürsten, Honen, Fräsen etc., denen allen gemeinsam ist, dass sie die Oberflächenrauheit verändern (Glätten oder Aufrauen).

Die so erhaltenen Rauheitsmaße können heutzutage über zahlreiche genormte Werte beschrieben und gemessen werden.

Oberflächen in der Natur

Ein Blick in die belebte Natur zeigt hingegen, dass alle Oberflächen in verschiedensten Größenskalen geometrisch und zielgerichtet strukturiert sind und auf diese Weise während der Evolution perfekt an die jeweiligen Funktionalitäten angepasst wurden, wie z.B.

  • das Blatt der Lotuspflanze,
  • der Flügel eines Schmetterlings oder
  • die Haut eines Haifischs.

So sind heutzutage insbesondere Verfahren in der Oberflächenbearbeitung von großer technologischer Relevanz, welche in der Lage sind, gezielt mikroskopisch kleine Muster auf einer Oberfläche zu erzeugen und so eine Oberfläche herzustellen, die für die jeweilige Anwendung nahezu maßgeschneidert ist.

Hierbei reden wir im Allgemeinen von Oberflächenstrukturierung.

Oberflächenstrukturierung

Eine gezielte, mikroskopische Oberflächenstrukturierung (abseits der oftmals herangezogenen statistischen Rauhigkeitsmaße zur Beschreibung technischer Oberflächen) erlaubt am Vorbild der Natur die definierte Oberflächenfunktionalisierung in nahezu jedem technologischen Anwendungsgebiet.
So gibt es bereits zahlreiche Möglichkeiten um Oberflächen gezielt funktionale Strukturen zu verleihen.

Diese Möglichkeiten liegen zum einen im Bereich klassischer, mechanischer Verfahren, wie z.B. dem Mikrofräsen oder dem Mikroprägen.

Gemein ist diesen Verfahren die Verwendung eines mechanischen Werkzeugs zur Bearbeitung der zu funktionalisierenden Oberflächen.

Dies ist auch gleichzeitig als Einschränkung zu sehen, da viele Oberflächen nur schwer mittels mechanischer Werkzeuge bearbeitet werden können oder dies mit einem häufigen Austausch des Werkzeugs aufgrund von Werkzeugverschleiß verbunden ist.

Neben diesen Verfahren kommen auch Methoden wie das chemische Ätzen oder lithographische Methoden zum Einsatz. Diese Methoden sind oftmals hochpräzise, bedürfen in der Regel allerdings mehrerer Prozessschritte, was ihre Prozessgeschwindigkeit stark beeinflusst und somit vergleichsweise langsam und damit unwirtschaftlicher macht.

Aufgrund dieser Tatsachen kommen heutzutage immer mehr Lasertechnologien zur Oberflächenstrukturierung zum Einsatz, da hierbei Rekordgeschwindigkeiten bei gleichzeitig hoher Präzision erreicht werden – und das völlig berührungslos und damit nahezu „verschleißfrei“.

Erfahren Sie mehr zu verschiedenen Verfahren, Vorteilen und Anwendungen im Bereich der Laserstrukturierung oder kontaktieren Sie uns direkt.

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