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27. März 2008

Laser statt Gasbrenner: Laserzentrum Hannover entwickelt neue Technologie für die Glasfertigung

Die Verarbeitung von Glas und besonders die Verbindung von Glas und Metall ist in der Industrie bis heute ein kritischer Punkt: Häufig werden die stofflich so unterschiedlichen Bestandteile noch von Hand zusammengefügt. Das Laserzentrum Hannover hat nun ein laserbasiertes Verfahren entwickelt, das die automatisierte Fertigung von Glühlampen, Solarkollektoren oder Röntgenröhren deutlich vereinfacht und verbessert.

Um Metall und Glas zu verbinden, sind bisher Gasbrenner üblich – eine Methode, die unter anderem wegen der Hitzeentwicklung große Erfahrung erfordert und außerdem zu Schwankungen in Menge und Qualität führen kann.

Beim Einsatz von Lasern kann die Energie gezielt eingesetzt und gut gesteuert werden. Besonders CO 2-Laserstrahlquellen eignen sich aufgrund ihrer emittierten Wellenlänge für eine effiziente thermische Bearbeitung des Werkstoffs Glas. Dabei hat das Laserzentrum je nach gewünschter Form und Ausgangsmaterial unterschiedliche Lasertypen verwendet. So wurde zum Beispiel ein CO 2-Slab-Laser mit einer Ausgangsleistung von 300 Watt und einem kleinem Laserkopf eingesetzt, wenn ungünstig lange Strahlwege vermieden werden sollten. Ist ein größerer Energiebedarf gefragt, hat sich ein gleichstromangeregter, axial schnellgeströmter CO 2-Laser mit 3 Kilowatt Leistung als zweckmäßig erwiesen. Zur Erwärmung des Metalls können auch Laser im nahinfraroten Bereich verwendet werden. Dabei wird das Metall durch das Glas hindurch bestrahlt und die Energie direkt in die Fügezone eingetragen.

Besondere Vorteile bietet der Laser vor allem bei den hitzeempfindlichen Floatgläsern – einem Flachglas, das vielfach für Fenster verwendet wird. Die Verbindungsnähte können flexibler und präziser gestaltet werden, da der Laser Punktkombinationen bzw. Linien ähnlich wie bei Schweißnähten ermöglicht. Somit werden vielfältige Formen und Applikationen für zukünftige Bauteile und Produkte denkbar. Kombiniert mit Bilderkennung und Online-Positionierung erlaubt das neue Verfahren eine vollautomatische Fertigung von Glas-Metallverbindungen mit beachtlicher Festigkeit.

Das Laserzentrum, das in dem Projekt von der Goslarer Glasbearbeitungsfirma Europtec unterstützt wurde, hat das laserbasierte Verfahren sowohl bei Flachglas als auch bei Rohrglas getestet. Die Glasspezialisten zeigten sich anschließend beeindruckt von dem positiven Ergebnis. Dieter Wagner von der Europtec GmbH ist überzeugt, dass die Technologie interessante Chancen am Markt bietet. Nach seiner Einschätzung ermöglicht sie auch ganz innovative Produkte. Eine aktuelle industrielle Nutzung bietet sich zum Beispiel in der Solarthermie oder für vakuumtaugliche Flachglasverbünde an.


Anlageprozess mit CO 2-Laser für
Solarreceiverkappen

Weitere Informationen:
www.laser-zentrum-hannover.de 

Ansprechpartner

Dipl.-Ing. Lars Richter, Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH)
Telefon: 0511 / 2788-287