Laser Schneiden Leistungen

[flaser]

Guten Abend,

nachdem ich mich jetzt ausgiebig mit meinem 1W Laser beschäftigt habe, will ich nun einen Schritt "weiter".
Dunkler Kunststoff lässt sich damit super gravieren, und auch sehr sehr langsam schneiden. Folien lassen
sich ebenfalls schneiden. Wie Gento schon erwähnt hat, lacht das Kupfer auf der Platine, wenn ich es
anleuchte (:
Nein aber mal im Ernst, aus dem vorigem Thema, hab ich keine richtige Leistungsangabe herausgelesen
(bis auf die 5W von andythemechanic).
Mit welcher Leistung kann ich was erreichen, ob schnell oder langsam ist mir ziemlich egal, Hauptsache es geht.
Also gerade eben knapp über der Grenze zwischen geht nicht und geht.
Kunststoff schneiden sollte auch gehen, aber wenn mal Kupfer weg machen kann, kann man das sowieso.


Danke im vorraus

[VDX]

... um das Kupfer auf Platinen wegzubrennen brauchst du eher einen 60W NdYAG-Laser ... wirst dann aber Probleme bekommen, wenn das Kupfer gerade wegdampft und noch etwas Leistung 'übrig' ist und dir sofort das Epoxy darunter explodiert! Dann besser die Platine dünn schwarz lackieren, den Lack wegbrennen und das freigelegte Kupfer wegätzen ...

Dunkle Kunststoffe bis zu etwa 1mm Dicke und dunkle Folien kann ich langsam mit 2 Watt IR @975nm oder 1Watt@445nm schneiden.

Mit den 5, 9 oder 25Watt IR-Laserdioden, die ich auch noch da habe, gehts dann eben entsprechend schneller bzw. dicker

Es kommt auch auf die Wellenlänge an - so kannst du mit den IR-Dioden (808 oder 975nm) keine durchsichtigen Kunststoffe schneiden, was selbst mit schwachen CO2-Lasern (10600nm) sehr gut geht.

Am wichtigsten ist aber immer die Fokusgröße bzw. die Energiedichte - je kleiner der Fokus, umso besser ist die Schneidleistung ...

Hier mal die Schätzwerte der Fokusdurchmesser bei meinen Laserdioden:
- 'nackte' Dioden mit 1W@445 oder 200mW@405nm ~0.05 bis 0.07mm
- fasergekoppelte Diode mit 1W@808nm und 0,06mm Faser ~ 0.06mm
- fasergekoppelte Dioden mit 5, 9 und 25W@975nm und 0.1mm-Faserkerndurchmesser ~ 0.1 bis 0.15mm
- fasergekopplete Diode mit 25W@808nm und Faserbündel mit 0.8mm Durchmesser ~ 0.9mm
- diodengepumpter Faserlaser mit 50W@1070nm ~ 0.02mm


Viktor

[flaser]

Schonmal Danke für die Antwort. Ich hab mir überlegt mir entweder 808nm/10W, oder gebrauchter CO2 Laser / 40W, weil neuer zu teuer, und China Import ohne Paypal geht nicht.
Werde mir dann wohl den CO2 Laser kaufen.

[VDX]

... mit dem CO2-Laser kannst du problemlos alle Kunststoffe gravieren und schneiden, allerdings liegt die 'Lebensdauer' im Bereich von nur ein paar 100 Stunden (bei billigen China-Röhren manchmal auch unter 100h), dann geht die Ausgangsleistung stark runter.

Bei den Dioden kannst du mit ein paar 10.000 Stunden rechnen - wenn du sie unterhalb 75% der Maximalleistung betreibst und gut kühlst, leben sie 'ewig' ... allerdings kannst du damit helle und durchsichtige Materialien nur bedingt oder gar nicht bearbeiten ...

Viktor

[donnervogel]

Kupfer mit einem 40W-CO2 abtragen?
Hahaha...sagt dann das Kupfer und refkektiert >99% der 10600nm.

Kupfer wird teilwiese als Spiegel für CO2-Laser verwendet.
Also ist diese Kombination zumindest nicht zielführend.

[goamarty]

Ich glaube, mich zu erinnern, daß das Kupfer beim Laserbohren von Leiterplatten mit einem Excimer-Laser abgetragen wird. Kupfer ist rot, da wird es kurze Wellenlängen (UV) besser absorbieren als lange. Ob es mit einem 355nm verdreifachten Nd:YAG auch gehen könnte? Oder kann man über den THG Kristall nicht mehr ausreichnd Pulsen?

[donnervogel]

@goamarty,
das Problem ist nicht das Pulsen bei einer der harmonischen, sondern die immer geringer werdende Leistung, die am Ende noch ankommt (Konversionseffizienz).
Man könnte sogar über Vervierfachung eines NdYAGauf 266nm kommen, also sehr nahe an den z.B. 248nm eines KrF-Excimerlaser, aber ich glaube das wird zum Einen zu teuer und zum Anderen sind das auch keine Diodenmodule oder 50cm-Röhren, sondern empfindliche optische Aufbauten.

Ohne jetzt was böses zu wollen, behaupte ich daß Fräsen oder Belichten und Ätzen die einfachere und günstigere Variante ist.....zumindest bei Kupfer / Leiterplatten

[goamarty]

Die Lasertechnik wird in der professionellen Leiterplattenfertigung für Mikrobohrungen (<=0,1mm) durch dünne Substrate, ebenfalls <0,1mm verwendet. PCB-Lieferant war damals AT&S, die machen/Machten auch PCBs für Millionen Handys. Ich denke, die wissen, was sie tun. Aber es ist halt ein "etwas" anderer Maßstab als zuhause eine Print zu fertigen.
Ich wollte auch nicht vorschlagen, zuhause am Küchentisch so einen Laser zu bauen. Mich hat nur interessiert, ob es statt der extrem aufwendigen (zumindest halte ich sie dafür) Excimer Laser vielleicht eine Möglichkeit auf Solid-State Basis gibt, die in der Industrie Verwendung findet.

[VDX]

... ich erinnere mich noch an ein paar Projekte um 1994 herum von Jenoptik und LPKF zur Bearbeitung von Kupferplatinen mit NdYAG-Lasern (später mit Scheibenlasern).

Dabei wurde das Kupfer in schnellen Einzelpulsen abgetragen - das Problem war immer der letzte Schuß, weil dann zuviel Leistung ins Epoxy darunter kommt und ziemlich große Löcher in der Platine unter der Kupferschicht entstehen.

Eine Lösung von LPKF (möglicherweise auf einem Gespräch zwischen mir und einem Entwickler auf einer Messe basierend?) sah dann so aus, daß sie das Kupfer etwas dicker beschichtet haben, dann nur 80% tief ins Kupfer 'reingraviert' haben ... und die letzen 20% wurden dann abgeätzt, wobei auch die unbearbeiteten Flächen angeätzt wurden (deswegen eine dickere Kupferauflage).

Mein aktueller Vorschlag mit einem dünnen, ätzfesten, dunklen Lack ist da viel einfacher zu realisieren, da selbst eine 1Watt-Diode mit 445nm relativ zügig den Lack wegbrennt und dann die freigelegten Kupferflächen konventionell freigeätzt werden können ...

Viktor

[andythemechanic]

Mein aktueller Vorschlag mit einem dünnen, ätzfesten, dunklen Lack ist da viel einfacher zu realisieren, da selbst eine 1Watt-Diode mit 445nm relativ zügig den Lack wegbrennt und dann die freigelegten Kupferflächen konventionell freigeätzt werden können ...

Viktor

Hi,

naja noch schneller ist dann die Laserdioden als Lampe zu benutzen und damit einfach klassisch durch eine Maske belichten. Da hat dan Laser aber auch keinen Vorteil mehr gegenüber einer UV Röhre. ICh hab das mal mit 2 Bluray Dioden gemacht weil meine Platinen immer sehr klein sind und konnte normalen Lack in ca 20s fertigbelichten. (200mW ca. 40x40mm Fläche)


Grüße
Andreas