Glasbearbeitung

Unser Leistungsangebot

Mittels ultrakurz gepulster Laserstrahlung können transparente Materialien wie Gläser, Kristalle oder Keramiken für eine Vielzahl von Anwendungen hochpräzise abgetragen, geschnitten, gebohrt oder strukturiert werden. Durch gezieltes Abtragen von Glasoberflächen können beispielsweise Markierungen oder Streuzentren für die Auskopplung von Licht erzeugt werden. Weiterhin können Materialmodifikationen und hochpräzise Strukturen selektiv in das Volumen transparenter Materialien eingebracht werden. Das »Selektive Laser-induzierte Ätzen« (SLE) bietet die Möglichkeit der Herstellung beliebiger 3D-Strukturen und komplexer Bauteile aus Glas oder anderen Materialien. So können selbst Hohlköper mit komplexen Geometrien im Volumen, beispielsweise in Saphir, hergestellt werden, die mit konventionellen Verfahren nicht fertigbar sind. Auf diese Weise lassen sich z. B. komplexe fluidtechnische Bauteile für die Medizintechnik herstellen. Das SLE-Verfahren ist zudem als hochpräzise Fertigungstechnologie für photonisch-integrierte Chips und Anwendungen im Bereich der Quantentechnologien geeignet.

Durch die zunehmende Verwendung von Asphären und Freiformoptiken beispielsweise in der Beleuchtungs- oder Abbildungstechnik wächst der Bedarf an wirtschaftlichen Fertigungsverfahren für Optiken mit nichtsphärischen Oberflächen. Das am Fraunhofer ILT entwickelte Laserabtragen und Laserpolieren von Gläsern bietet hier flexible und kostengünstige Alternativen zu konventionellen Methoden. Das Polieren beruht dabei auf dem Umschmelzen einer dünnen Randschicht des Werkstücks und Glättung der Oberfläche infolge der Grenzflächenspannung.

Das Leistungsangebot umfasst Machbarkeitsstudien, die Entwicklung von applikationsspezifischen Laserverfahren, Unterstützung bei der Integration neuer Technologien in industrielle Fertigungsprozesse, Simulation und Modellierung sowie individuelle Beratung. 

Anordnung von Mikrolöchern in Dünnglas.
© Fraunhofer ILT, Aachen.
Anordnung von Mikrolöchern in Dünnglas.
Schachfigur in Quarzglas (Sockel mit Ø 7 mm).
© Fraunhofer ILT, Aachen.
Schachfigur in Quarzglas (Sockel mit Ø 7 mm).
Laserpolierte Asphäre (Durchmesser 60mm)
© Fraunhofer ILT, Aachen.
Laserpolierte Asphäre (Durchmesser 60mm)

Oberflächenstrukturierung und Bohrungen

  • Gezieltes Abtragen und Strukturieren von Oberflächen
  • Herstellung von Oberflächenkanälen, z. B. für Zell- und Mikrofluidik
  • Bohren von Löchern mit Durchmesser bis in den Submikrometerbereich, z. B.  für Anwendungen in der Filter- und Siebtechnik oder für Beschichtungsmasken

In-Volumen Strukturierung

  • Wellenleiter für optische Kommunikation
  • Integrierte Strukturen wie Gitter oder Blenden als Strahlformende Elemente
  • Sicherheitsmarkierungen

Schneiden von transparenten Materialien

  • Konfektionierung von Glas, Saphir

Selektives laser-induziertes Ätzen SLE

  • Herstellung von Faser-Chip-Kopplern
  • Herstellung von Ionenfallen und Bauteilen für die Quantentechnik
  • Herstellung von beliebigen 3D-Bauteilen
  • Strukturen für 3D-Mikrofluidik-Systeme

Ansprechpartner: Martin Kratz M.Sc.

Telefon: +49 241 8906-581
E-Mail: martin.kratz@ilt.fraunhofer.de

 

Laserpolieren und -abtragen

  • Formabtrag und Politur von Asphären und Freiformflächen aus Glas und Quarzglas
  •  Formkorrektur durch Laser Beam Figuring
  • Laserpolieren von Mikro-/Optofluidiken

Ansprechpartner: Dr. Edgar Willenborg

Telefon: +49 241 8906-213
E-Mail: edgar.willenborg@ilt.fraunhofer.de

Broschüren

Unsere Broschüren vermitteln einen schnellen Einblick in unser Leistungsangebot »Glasbearbeitung«. Detaillierte Informationen und einzelne Projektergebnisse finden Sie auch im Reiter »Projektergebnisse«.

 

»Selektives Laserätzen von Glas und Saphir«

 

»Bearbeitung trans-
parenter Materialien mit ultrakurz gepulster Laserstrahlung«

 

»Mikro- und Nanostrukturierung mit Laserstrahlung«

 

»Glasbearbeitung mit Laserstrahlung«

 

»Laserpolieren und -abtragen für die Fertigung von Optiken aus Glas«

 

»Laserabtrag für die Dünnschicht-Strukturierung«

 

»Mikrofügen mit Laserstrahlung«

Märkte

Lasertechnik trägt in unterschiedlichen Märkten zur Lösung anspruchsvoller Aufgabenstellungen bei. Ob als Werkzeug in der Automobilfertigung, als Messmittel im Umweltbereich, als Diagnose- oder Therapieinstrument in der Medizintechnik oder als Kommunikationsmedium in der Raumfahrttechnik, der Laser bietet vielfache Einsatzmöglichkeiten mit hoher Produktivität und hoher Effizienz.

Auf den Markt-Webseiten finden Sie weitere Informationen und eine Auswahl aus unserem Angebot.

 

Forschen Sie mit uns!

Bei Fragen zu übergreifenden Themen nehmen Sie einfach Kontakt mit uns auf! Unsere Ansprechpartner stehen Ihnen gerne zur Verfügung.

Publikationen

Peters, C., Geppert, B., Dashjav, E., Kratz, M., Tietz, F.:
Glass molding tools fabricated with Selective Laser-induced Etching for sustainable treatment of solid-state electrolytes.
Journal of Laser Micro/Nanoengineering 19(1), (8 S.), (2024)
https://doi.org/10.2961/jlmn.2024.01.2014 (Open Access)

Peters, C., Kratz, M., Köller, J.,Borzeck, S., Simeth, S.:
Selective Laser-induced Etching (SLE) of Transparent Materials for Microelectronic Components and Quantum Computing Applications.
Photonic West 2024, SPIE LASE, 2024, San Francisco, California, United States. Proceedings Volume 12873, Laser-based Micro- and Nanoprocessing XVIII; 28730A (2024)
https://doi.org/10.1117/12.2692475

Beckmann, L., Bi, T., Thoms, J., Wenk, M., Zhang, S., Kratz, M., Del'Haye, P.:
Selective laser-induced etching for novel 3D microphotonic devices.
SPIE LASE, 2024, San Francisco, California, United States, 27 January - 1 February 2024.
Proc. Vol. 12873, Laser-based Micro- and Nanoprocessing XVIII; 1287303 (2024)
http://dx.doi.org/10.1117/12.3002335

Simeth, S., Müller, A., Müller, J., Lekitsch, B., Reininghaus, M., Schmidt-Kaler, F.:
Selective laser-induced etching for 3D ion traps.
SPIE LASE, 2023, San Francisco, California, United States, 28 January - 3 February 2023, San Francisco, California, United States. Proceedings Volume 12409, Laser-based Micro- and Nanoprocessing XVII; 1240902 (2023)
http://dx.doi.org/10.1117/12.2647189

Kratz, M., Rückle, L., Kalupka, C., Reininghaus, M., Häfner, C.:
Dynamic correction of optical aberrations for height-independent selective laser induced etching processing strategies.
OPTICS EXPRESS 31, 26104-26119 (2023)
https://doi.org/10.1364/OE.493088

Raguse, M., Klein, S., Baer, P., Giesberts, M., Traub, M., Hoffmann, H-D.:
Investigations on high-reflective Fiber-Bragg-Gratings in multimode fibers.
OSA Continuum 1(5), 965-973, (2022)
https://doi.org/10.1364/OPTCON.450150 (Open Access)

Nguyen, N.-P., Schnabel, J.:
Glas und Kunststoff vereint.
KUNSTSTOFFE, 39-41 (2020)

Gillet, V., Aubignat, E., Costil, S., Courant, B., Langlade, C., Casari, P., Knapp, W., Planche, M.P.:
Development of low pressure cold sprayed copper coatings on carbon fiber reinforced polymer (CFRP).
SURFACE & COATINGS TECHNOLOGY 364, 306-316 (2019)
https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2019.01.011

Kalupka C., Schmalstieg, M., Reininghaus, M.:
Ultrashort Pulse Processing of Transparent Ceramics: The Role of Electronic and Thermal Damage Mechanisms.
J LASER MICRO NANOEN13 (2), 126-130 (2018)
https://doi.org/10.2961/jlmn.2018.02.0012

Boehr, S., Nolis, P., Brenner, A., Reininghaus, M., Lamß, M., Müller, B. :
Laserbasierte Fertigungstechniken und additive Fertigung.
Galvanotechnik 108, 1672-1677 (6 S.) (2017)

Kalupka, C., Großmann, D., Reininghaus, M.:
Evolution of energy deposition during glass cutting with pulsed femtosecond laser radiation
Appl. Phys. A 123 (5), 376 (7 S.) (2017)
https://doi.org/10.1007/s00339-017-1000-8

Knapp, W., Gillet, V., Courant, B., Aubignat, E., Costil, S., Langlade, C.:
Enhancement of low pressure cold sprayed copper coating adhesion by laser texturing on aluminium substrates
Proc. SPIE 10097, 100970P (13 S.) (2017)
https://doi.org/10.1117/12.2250870

Grossmann, D., Reininghaus, M., Kalupka, C., Kumkar, M., Poprawe, R.:
Transverse pump-probe microscopy of moving breakdown, filamentation and self-organized absorption in alkali aluminosilicate glass using ultrashort pulse laser
Opt. Expr. 24 (20), 23221-23231 (2016)
https://doi.org/10.1364/OE.24.023221

Pütsch, O., Temmler, A., Stollenwerk, J., Willenborg, E., Loosen, P.:
Active optical system for advanced 3D surface structuring by laser remelting
Proceedings of SPIE 9356 (10 S.) (2015)
https://doi.org/10.1117/12.2076051

Jauer, L., Leonards, H.:
3D-Druck und Biofabrikation
RWTH-Themen (1), 42-45 (2014)
https://doi.org/10.18154/RWTH-CONV-089305

Gottmann, J., Hermans, M., Ortmann, J.:
Microcutting and hollow 3D microstructures in glasses by In-volume Selective Laser-induced Etiching (ISLE)
J. Laser Micro/Nanoneng. 8 (1), 15-18 (2013)
https://doi.org/10.2961/jlmn.2013.01.0004

Schaefer, D., Gottmann, J., Hermans, M., Ortmann, J., Kelbassa, I.:
High speed micro scanner for 3D in-volume laser micro-processing
Laser-based Micro- and Nanopackaging and Assembly VII.
Proc. SPIE 8608, (6 S.) (2013)
https://doi.org/10.1117/12.2008205

Schaefer, D., Schnitzler, D., Kelbassa, I.:
Fundamental processes of refractive index modifications during femtosecond laser waveguide writing
Advanced Fabrication Technologies for Micro/Nano Optics and Photonics VI, Proc. SPIE 8613, X1-7, (2013)
https://doi.org/10.1117/12.2004279

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