Werkzeugtechnik

Die Strukturierung von Kunststoffoberflächen erfolgt heute überwiegend im Spritzgussprozess durch strukturierte Werkzeugeinsätze. Abhängig von der Größe der zu strukturierenden Bereiche und den zu erzeugenden Geometrien können zur Werkzeugherstellung unterschiedliche Fertigungsverfahren eingesetzt werden. Das Laserstrukturieren hat sich für bestimmte Aufgaben als eingesetztes Verfahren für die Werkzeugtechnik etabliert. Wesentliche Vorteile einer Laserstrukturierung sind neben einem Höchstmaß an Geometrie- und Materialflexibilität die geringen erreichbaren Strukturgrößen und Oberflächenrauhigkeiten.

Die Herstellung von Formwerkzeugen für den Mikrospritzguss, mit denen in replikativen Prozessen wie Spritzgießen und Prägen Kunststoffbauteile mit mikrostrukturierten Oberflächen generiert werden können, ist meist mit einem erheblichen Arbeits- und Zeitaufwand verbunden. So werden diese Oberflächen üblicherweise über ein Abprägen auf dünnen Folien erzeugt, die dann in einem komplexen Arbeitsgang hinterspritzt werden. Alternativ müssen sie über komplexe mehrstufige Prozesse im Abformwerkzeug generiert werden. In beiden Fällen erfordern die bisherigen Prozessketten Vorlaufzeiten von mehreren Wochen. 

Bedingt durch diesen langen Vorlauf sind Designänderungen für die späteren Bauteile mit erheblichem Aufwand verbunden. Darüber hinaus sind individualisierte Designs aufgrund der langen Prozesszeiten und der damit verbundenen hohen Kosten meist nicht möglich. Durch den Einsatz von Ultrakurzpuls-Laserstrahlquellen mit minimalem thermischem Einfluss und einer Bearbeitung ohne Schmelzablagerungen führt zu völlig neuen Möglichkeiten in der Herstellung von Werkzeugeinsätzen mit signifikanten Auswirkungen auf Produktionsflexibilität.