Herstellung mikroverfahrenstechnischer Apparate durch Laserschneiden

Für sehr filigrane Strukturen, bei denen nur wenig umgebendes Material zur Wärmeabfuhr verbleibt, muss die eingebrachte Energie sehr gering sein, um Verzug zu vermeiden. Die erforderliche Schneidenergie wird durch Energiedichte und Materialdicke bestimmt. Daher ist der Querschnitt der Lichtleitfaser der bestimmende Parameter. Durch Verwendung von Faserlasern mit Spotdurchmessern unter 20 µm kann die benötigte Energie auf einen Bruchteil gesenkt werden. Schnitttests wurden in 0,5 und 1 mm dicken Edelstahlblechen durchgeführt, wobei die verbleibende Stegbreite 0,5 mm betrug (Abb. 33).
   

Abb. 33:    Links: Schnitttests mit Faserlaser, Stegbreite 0,5 mm. Rechts: REM-Aufnahme der Schnittflächen.

Dadurch können mikroverfahrenstechnische Apparate kostengünstig ohne mechanische Mikrozerspanung oder chemisches Ätzen hergestellt werden (Abb. 34). Verschiedenste 2D-Strukturen lassen sich mit konstantem Aufwand realisieren (im Gegensatz zur Zerspanung). Allerdings sind keine freistehenden inselartigen Strukturen möglich.
   

Abb. 34:    Herstellung mikrostrukturierter Apparate mittels Laserschneiden.