Mikro-Lasergravieren/Schneiden

... hat hier wer Interesse am "Mikro-Lasergravieren"?

Hab' vorhin einen Versuch mit meinem 20W-Faserlaser gemacht, der schonmal interessante Ergebnisse zeigt

Die normale f-theta-Optik hat 176mm Fokusabstand und ergibt einen Spot-Durchmesser von etwa 0.03mm.

Mit einer "Reduzier-Optik" habe ich den Fokusabstand auf etwa 60mm verringert und ein vorher aus Messingblech geschnittenes 5x5mm-Quadrat mit einem 0.13mm-Loch in der Mitte (0.1mm Radius + 0.03mm Spot-Durchmesser) wird damit 2x2mm groß ... und auch das Loch in der Mitte ist deutlich kleiner geworden (konnte das noch nicht genauer ausmessen).

Wenn das mit den 5mm->2mm auch beim Spot hinkommt, dann sollte der damit statt 0.03mm, nur noch 0.012mm und etwa die 5-fache Energiedichte haben!!

Viktor

... ich kann das auf zwei Arten "reduzieren" - einmal mit einer größeren Linse relativ nahe unterhalb der f-theta-Optik, um den Fokusabstand zu reduzieren -- dabei wird der Fokusabstand, das Abbildungsfeld und auch der Spot je nach Linse entsprechend kleiner gemacht.

Die zweit Möglichkeit ist, die f-theta-Optik komplett herauszuschrauben und eine Linse mit passendem Fokusabstand irgendwo mittig unter dem Kopf zu positionieren ... bei beiden Methoden bekommt man eine Verkleinerung bzw. "Verjüngung" ... aber auch eine "Verzerrung" der Arbeitsebene, weil damit die f-theta-"Entzerrung" wieder weggemacht wird oder gar nicht mehr drin ist.

Für Teile die klein genug sind, macht diese Ebenen-Verzerrung nicht soviel aus -- in meinem Fall gehts nur um "Laser-Bohren", wo die Verzerrung überhaupt nicht stört

Viktor

... kommt auf den "neuen Fokusabstand" an - wenn's eine Linse hinter der f-theta-Optik ist, dann ergibt das eine Kombination von Linsen-Brennweite und Abstand zur f-theta.

Bei "nur Linse, ohne f-theta" hat's dann ungefähr den Fokusabstand der Linse.

Für den Test ohne f-theta habe ich einen Achromaten mit AR-Beschichtung für Faserlaser genommen, der 58mm Fokusabstand und 34mm Linsen-Durchmesser hat -- damit habe ich unter der Linse etwa 55mm "Luft" und kann die "Verjüngung" etwas über den Abstand des Achromaten von den Spiegeln variieren.

Irgendwann werde ich mal 2 davon zusammen stellen, um zu schauen, wie klein/fein das wird -- dann ist der "Fokusabstand" aber auch irgendwo um die 10mm herum ... ob der Spot-Durchmesser dann auch auf unter 2µm kommt

Viktor

... so langsam wird's interessant!

Hab' vorhin versucht, ob ich mit einem 0.012mm-Spot mit dem 20W-Faserlaser was "innerhalb" einer 10mm dicke PC-Platte bewirken kann.

Normal geht der 0.03mm-Spot bei voller Leistung einfach durch, ohne was in der Platte zu bewirken.

Jetzt, mit dem 12µm-Spot habe ich die Leistung auf 10% reduziert und kann damit immer noch eine grobe "Innengravur" machen!!

Hier die ersten Bilder vom Gravieren eines Quadrats "in" der Platte (der große schwarze Fleck ist auch innendrin, da bin ich mit 80% ein paarmal drübergegangen, bevor ich das stoppen konnte) -- links 1x mit 80%, Mitte unten 1x 20% und rechts ein paarmal mit 10% ("blitzt" schon beim ersten mal auf):

20W-10um-PC-Innengravur.jpg 20W-10um-PC-Innengravur2.jpg

Muß morgen mal was aus Glas finden und damit etwas herumspielen, ob ich feinere "Platzer" hinbekomme ... jetzt aber erstmal ins Bett ...

Viktor

... hab' nach dem Post doch nochmal einen kurzen Test gemacht, bevor ich in die Heia bin, um ein etwas "schöneres" Quaratzu haben und es etwas besse im Detail aufnehmen zu können.

In PC "verbrennt" ein Teil des Kunststoffs, so daß es in den "Platzern" schwarze Bereiche gibt, was in Plexi oder in Glas so nicht sein sollte ... muß mir dringend mal ein paar Glasblöcke oder dicke Glas-Fliesen ausm Baumarkt besorgen

20W-10um-PC-Innengravur3.jpg 20W-10um-PC-Innengravur3b.jpg

Viktor

... hab's vorhin mit einem von diesen "Glas-Diamanten" ausprobiert, die ich vor Jahren mit schwarz lackieren und mit einer blauen 2W-Diode Oberfläche-Gravieren als "Namens-Platzkarten" für eine Hochzeit markiert hatte -- damit geht das nicht - die Energiedichte reicht dafür noch nicht (auch wenn das Glas nach ein paar Sekunden warm wird)

Hab' noch irgendwo grau bis dunkelgrau eingefärbte Glasfliesen -- mit denen sollte das dann schon eher gehen ... muß sie nur noch finden ...

VIktor

... was du auch machen kannst - das f-theta-Objektiv einfach herumdrehen

Viktor

... das mit dem "Herumdrehen" eines Objektivs sind so alte Tricks, die nicht in den heutigen Lehrbüchern stehen, aber schonmal in gaaanz alten -- hab' ein paar andere "Tips" für 3D-Kameras und hohe Schärfentiefe in einem alten (von 1925!) Optik-Buch gefunden, auf die ein heutiger Optik-Ingenieur niemals kommen würde, da es erstmal "kontaproduktiv" erscheint, während heutzutage alles aufs "maximale Optimieren" ausgerichtet ist

Bin auch noch am Überlegen, ob ich mit einem massiv aufgeweiteten Strahl und einer "Mikro-Linsenraster-Platte", die ich aus einem alten Projekt noch rumliegen habe, nicht noch ein paar weitere Tricks in Richtung "3D-Fokussierung" machen kann -- im Prinzip müßte ich eine zu lasernde 3D-Geometrie umrechnen und in "Vignetten" zerlegen, die jeweils auf/durch eine der Mikrolinsen projiziert werden und dann erst zusammen das eigentlich 3D-Objekt ergeben ... das würde dann so aussehen, daß mit dem Galvoscanner nicht Schicht für Schicht und Z-Zustellung abgezeilt wird, sondern komplette 3D-Bereiche auf einmal!

Ist aber evtl. auch noch etwas zu früh, um das jetzt schon zu bringen -- bin mit meinen "innovativen Ideen" oft 10 bis 15 Jahre zu früh

Viktor