Die Lasermikrobearbeitung mit Ultrakurzpulslasern ist einer der Schwerpunkte am Laserinstitut Hochschule Mittweida. Das ist mit seiner Forschung international bekannt und arbeitet weltweit mit anderen wissenschaftlichen Einrichtungen zusammen.
Im August war Dr. Walter Perrie von der Laser group der University of Liverpool zu einem einwöchigen Forschungsaufenthalt in Mittweida. Gemeinsam mit seinem deutschen Kollegen Dr. Jörg Schille forschte er am Laserinstitut an der Herstellung plasmonischer Strukturen mit Strukturauflösungen im Bereich weniger Mikrometer bis hin zu Nanometern.
Dazu installierten die Mittweidaer Wissenschaftler zuvor einen Ultrakurzpulslaser mit einer sehr hohen mittleren Leistung von mehreren hundert Watt. Derart hohe Laserleistungen stehen erst seit kurzer Zeit zur Verfügung. Die Kombination dieses neuen Lasers mit einem in Mittweida entwickelten ultraschnellen Polygonscanner als Strahlablenksystem ist weltweit einmalig und ermöglicht einzigartige Forschungsarbeit auf Spitzenniveau.
Mit den Ergebnissen ihrer Versuche sind die beiden Wissenschaftler sehr zufrieden: "Wir haben durch die nun möglichen hohen Prozessgeschwindigkeiten extrem kürzere Prozesszeiten bei immer noch exzellenter Bearbeitungsqualität erreichen können. Dazu wird der Laserstrahl statt mit wenigen Millimetern pro Sekunde jetzt mit Hilfe der neu entwickelten Polygonspiegel-Scantechnik mit mehreren hundert Metern pro Sekunde über das Werkstück geführt", so Jörg Schille.
Walter Perrie bringt langjährige Erfahrungen auf dem Gebiet der Lasermikrobearbeitung mit Ultrakurzpulslasern nach Mittweida. Die Verbindung zwischen den beiden Forschergruppen entstand bereits 2008 während eines halbjährigen Forschungsaufenthaltes, den Jörg Schille im Rahmen seiner Promotion an der University of Manchester absolvierte. Durch die dortigen gemeinsamen Arbeiten zur Brechzahlmodifikation von PMMA durch Laserbestrahlung kam schließlich der Kontakt zu Walter Perrie nach Liverpool zustande.
Premium-Partnerschaft Mittweida-Liverpool
Seitdem bauen Mittweida und Liverpool ihre Kooperation aus. So ist die University of Liverpool inzwischen Premium-Partner der Hochschule Mittweida und die Mittweidaer Studentin Linda Pabst hat die experimentellen Untersuchungen zu ihrer Masterarbeit in Liverpool durchgeführt. Es ist angedacht, die Forschungsaktivitäten in einem gemeinsamen Forschungsvorhaben (EU-Projekt) zu intensivieren. Neben der Zusammenarbeit in der Forschung soll demnächst auch ein Studentenaustauschprogramm starten.
Walter Perrie wird schon im November nach Mittweida zurückkommen und Ergebnisse seiner Forschungsarbeiten während der Mittweidaer Lasertagung im Rahmen der 24. Internationalen Wissenschaftlichen Konferenz präsentieren.
Forschung für vielfältige neu industrielle Laseranwendungen
Grundlagenuntersuchungen zur Herstellung funktionaler Oberflächenstrukturen finden auch in Liverpool statt. Mit der in Mittweida verfügbaren einzigartigen Technologie wurde nun aber erforscht, wie diese Strukturen schnell und großflächig hergestellt werden können. Das ist die Voraussetzung dafür, die Ultrakurzpuls-Lasertechnologie in industriellen Fertigungsprozessen einzusetzen, zum Beispiel in der Oberflächen-Mikrotexturierung zur Funktionalisierung von Oberflächen. Die Ultrakurzpuls-Lasertechnologie hat den Vorteil, dass feinste Strukturen mit kleinsten Energiemengen eingebracht werden können und so das Material keiner Wärmebelastung ausgesetzt ist. Zudem ist die Methode hocheffizient und ermöglicht eine präzise Bearbeitung.
Oberflächen können so definiert beeinflusst werden, zum Beispiel hinsichtlich ihres optischen Verhaltens - von hoher Reflexion bis hin zur fast vollständigen Absorption; auch die definierte Veränderung der Benetzungsfähigheit oder des Reibungskoeffizienten der Oberflächen ist so möglich. Daraus ergeben sich vielfältige neue Anwendungen beispielsweise in den Bereichen Photonik, Biomedizintechnik, Fluidik, Elektronik, Aerospace oder Automobilbau.