Laborstromversorgung Laser korrekt einmessen

Ob Textil- oder Teppichdruck, Verpackungsdruck, Banknotendruck oder Prägung von Dosen oder auch ein Stempel – hier waren Laser am Werk. Damit sie zuverlässig arbeiten, kommt es auf die richtige Stromversorgung an. Gerade während Test- und Wartungsphasen spielt dies eine wichtige Rolle.

Von Andreas Stollberg, GMC-I Messtechnik und Dr. Markus Bohrer,  Dr. Bohrer Lasertec

Früher wurden Druckformen für den Sieb- oder Flexodruck aufwendig mittels Filmbelichtung hergestellt. Wesentlich präziser und sehr umweltschonend geht es mit Hochleistungslasern – genauer mit Kohlendioxidlasern – mit bis zu einer Million Gravurpunkten pro Sekunde. Auf zylindrischen Walzen oder flachen Platten wird mittels Laserstrahl die gewünschte Struktur graviert und dann als Negativ für den Farbdruck verwendet. CO2-Laser gehören zur Klasse der Gas-, Molekül- und Infrarotlaser. Wie der Name bereits impliziert, dient Kohlendioxid als Lasermedium. In verschiedenen Bauformen entwickelt, ist der CO2-Laser aus der Industrie nicht mehr wegzudenken, vor allem aufgrund seiner Leistungsstärke und Wirtschaftlichkeit. Er ist verhältnismäßig kostengünstig und effizient und wird besonders in der industriellen Materialverarbeitung eingesetzt wie auch für Spezialanwendungen, wie eingangs beschrieben.

Die Leistungsklassen der Kohlendioxidlaser variieren erheblich und sind auf die jeweilige Applikation zugeschnitten. So findet man im Bereich von 10 W bis zu 200 W vor allem Anwendungen in der Verarbeitung von dünnen, organischen Materialien (Kunststoffe, Textilien, Holz etc.). Hier kommen die Laser häufig zum Ritzen, Schneiden, Gravieren oder Perforieren zum Einsatz. Gepulste CO2-Laser mit Frequenzen im Bereich von mehreren Kilohertz eignen sich zum Ritzen und Trennen anorganischer Materialien (z.B. Keramiksubstrate). Bei der Bearbeitung von Metallblechen sind Laser mit höherer Leistung gefragt, besonders beim Schneiden der Bleche. Hier sind Leistungen von 1 kW bis 6 kW vonseiten der Industrie gefordert, da sich nur mit einer solchen Leistung Blechdicken bis 35 mm schneiden lassen. Applikationen, die eine noch höhere Leistung fordern, findet man im Bereich des Laserschweißens, Härtens und Umschmelzens. Häufig werden solche Laser auch zum Besäumen von Textilien (Innenverkleidungen im Automobilbau) oder zum Beschriften und Markieren (Tag-/Nachtdesign bei den Tasten am Armaturenbrett) verwendet. Wichtige Einsätze finden sich auch in der Medizin, zum Beispiel in der Dermatologie.

Seinen funktionellen Ausgangspunkt nimmt der CO2-Laser bei der Anregung von Stickstoffmolekülen (N2). Sind diese angeregt, beginnen sie zu schwingen mit der Besonderheit, dass dieser schwingende Zustand verhältnismäßig lange andauert (circa 1 ms). An dieser Stelle kommt das Kohlendioxid ins Spiel, denn dieses wird wiederum von den angeregten N2-Molekülen zum Schwingen gebracht. Wenn die CO2-Moleküle aus diesen höheren Energiezuständen wieder in ihren normalen Zustand zurückfallen, setzen sie dabei Photonen frei. Auf diese Weise wird der Laserstrahl erzeugt.