Glasbauteile sind heute überall zu finden, ob in Gebäuden, in
der Fahrzeugverglasung, Elektronik oder als Laborglas. Häufig
müssen zur Herstellung der Bauteile Löcher – oft mit
verschiedenen Durchmessern – in das Glas gebohrt werden, um
beispielsweise die Gläser selber zu befestigen oder andere Teile
an das Glas anzubringen. Derzeit werden diese Löcher meist durch
mechanisches Bohren in das Glas eingebracht. Bei diesem konventionellen
Abtragsverfahren wird für jeden Bohrungsdurchmesser ein
entsprechender Bohrer benötigt, was hohe Werkzeugkosten
verursacht. Außerdem müssen nach dem Bohren Kühlmittel
und Glasstaub umweltgerecht entsorgt werden.
Eine Alternative zum mechanischen Abtragsverfahren ist das Bohren mit
dem Laserstrahl, derzeit Gegenstand eines Forschungsprojektes am Laser
Zentrum Hannover e.V. (LZH). Das Laserbohren basiert auf einer
thermischen Spannungsinduktion im Glas, die zu einer kontrollierten
Rissbildung führt. Dieser Riss trennt einen zylindrischen Teil des
Glases vom Restvolumen. Nach der Abkühlung wird das abgetrennte
Volumen einfach aus dem Basismaterial herausgelöst. Mit der
Laserstrahlung (Nd:YAG-Laser) wird eine mikrorissarme Bohrlochkante
erzielt, die eine größere Bauteilstabilität
ermöglicht. Weiterhin ist das Laserbohren umweltfreundlich, da das
Kühlmittel entfällt und die Reinigung des Glases nach dem
Bohren weniger aufwändig ist. Im Hinblick auf die erforderliche
Laserleistung von unter 1000 W erfolgt die Entwicklung auch in dieser
Hinsicht kostenorientiert.
Ein weiterer großer Vorteil des Laserbohrverfahrens ist die
Flexibilität. Ohne Werkzeugwechsel sind Löcher verschiedener
Größe möglich. Werkzeuge werden nicht abgenutzt, da die
Laserstrahlung berührungslos arbeitet. Erste Ergebnisse weisen
auch auf eine erhöhte Bohrgeschwindigkeit hin.
Diese Forschungsarbeit wird durch das Bundesministerium für
Wirtschaft und Technologie (BMWI) sowie die Arbeitsgemeinschaft
industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“
e.V. (AiF) finanziell unterstützt und durch die
Forschungsgemeinschaft Technik & Glas Wertheim e.V. (FTG) betreut.
Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) ist eine durch Mittel des
niedersächsischen Ministeriums für Wirtschaft, Arbeit und
Verkehr unterstützte Forschungs- und Entwicklungseinrichtung auf
dem Gebiet der Lasertechnik.