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05.08.2008 | Lesedauer: ca. 1 Minute    

IKV: Prägen von Mikrostrukturen mittels Laser

Bei der Extrusion von Kunststofffolien eignet sich der einstufige Extrusionsprägeprozess grundsätzlich sehr gut für die schnelle und kostengünstige Herstellung mikrostrukturierter Kunststofffolien. Eine dynamische Walzentemperierung, mit der bei Prägewalzen eine über dem Walzenumfang unterschiedliche Oberflächentemperatur erzeugt wird, verbessert die Abformungsgenauigkeit deutlich.

Im Rahmen des Exzellenzclusters "Integrative Produktionstechnik für Hochlohnländer" an der RWTH Aachen entwickelt das Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV, www.ikv-aachen.de) eine solche dynamische Walzentemperierung mittels Laserstrahlung. Dank der sehr hohen realisierbaren Energiedichten und der vielfältigen Möglichkeiten zur Strahlführung bietet die laserbasierte Temperierung klare Vorteile gegenüber einer induktiven Walzentemperierung.

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Mit einem 2,7 kW-Diodenlaser, der im nahen Infrarotbereich arbeitet, und einer Linienoptik der Laserline GmbH, Mülheim-Kärlich, werden am IKV zurzeit Untersuchungen durchgeführt. Mit unterschiedlichen Strahlführungskonzepten werden die maximal erreichbaren Oberflächentemperaturen und Temperaturdifferenzen über dem Walzenumfang in Abhängigkeit des Walzenmaterials und der Laserstrahlleistung ermittelt. In ersten Untersuchungen an einem Testkörper konnten Aufheizraten von bis zu 300 K/s realisiert werden. Derartige Aufheizraten ermöglichen eine starke Erwärmung der Prägewalzenoberfläche bei gleichzeitig sehr geringem Wärmeeintrag in die Walze. Somit kann ein großer Temperaturgradient über dem Walzenumfang erzielt werden, wodurch sich die Abformung von Prägestrukturen im Mikrometerbereich deutlich verbessern lässt.

Bild: Linienoptik für Laserstrahlung und mikrostrukturierte Prägewalze (Bild: IKV / Winandy)

Institut für Kunststoffverarbeitung, Aachen

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