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Entwicklung von Nickelschichten und eines angepassten Laser Abtragsverfahrens zur hochauflösenden Direkt-Lasergravur

Ziel dieses Projektes ist es, durch die Weiterentwicklung alternativer Werkstoffe für Tiefdruckzylinder die Direktstrukturierung mit geeigneten Laserstrahlquellen ökonomisch und ökologisch zu verbessern. Mit optimierten Laserstrahlquellen wird eine Reduzierung von Produktionszeiten und -kosten angestrebt. In dem Zusammenhang sollen die bestehenden und aufwendig herzustellenden Kupfer-Chrom-Systeme durch alternative Oberflächen Beschichtungen abgelöst werden. Im Rahmen des Projektes sind dies in erster Linie Nickelschichten (Nickellegierungen), die wesentlich unproblematischer und umweltschonender zu fertigen sind und hier zu auf ihre Strukturierbarkeit hin untersucht werden sollen. Durch die Entwicklung von extrem verschleißfesten Nickeloberflächen ist somit ein Ansatz gefunden, um bisherige Druckzylinder zu ersetzen.
Die Anforderungen die dabei an eine alternative Beschichtung gestellt werden, lauten:


1) Strukturierbarkeit mit Kurzpulslasern und guten Abtragsergebnissen
2) Hohe Widerstandsfähigkeit (Härte) der Beschichtung
3) Hohe Abriebsfestigkeiten für die Bedruckungen

Im Rahmen von gezielten Untersuchungen soll ermittelt werden, ob sich Nickel-Schichten mindestens ähnlich gut mit dem Laser strukturieren lassen, wie konventionelle Tiefdruckzylinder. Dazu werden umfangreiche Abtragsuntersuchungen durchgeführt um die Wechselwirkungsmechanismen und -eigenschaften ermitteln zu können. Die Bestimmung von materialspezifischen Abtragsschwellfluenzen , sowie thermische Schwellfluenzen und das Abtragsverhalten pro Puls ist notwendig, um Aussagen zum Wechselwirkungsverhalten der spezifischen Nickeloberflächen treffen zu können. Abschließend soll die Qualität des generierten Bodens eines Näpfchens bewertet werden, um diese, den Anforderungen entsprechend, mit unterschiedlichen Laserparametern zu verbessern.

In umfangreichen Studien wird das grundlegende Abtragsverhalten von Nickel und Kupfer bzw. Phosphor beschichtetem Nickel analysiert. Kontinuierlich stattfindende Korrespondenz während der Studie und regelmäßige Projekttreffen mit der Firma Schepers GmbH & Co. KG sollen der Optimierung für den anvisierten Verwendungszweck dienen. Das Hauptaugenmerk bei den Grundstudien ist die erzielbare Strukturierungsqualität, welche maßgeblich von der Oberflächenrauheit bestimmt werden soll. Diese kann präzise mit einem chromatischen Sensor unmittelbar nach dem Laser-Bearbeitungsvorgang berührungslos detektiert werden.

 

Projektleitung



Fachbereich Physikingenieurwesen
Stegerwaldstraße 39
48565 Steinfurt
Tel: 02551 9-62322
Fax: 02551 9-62490

dickmannfh-muensterde

Projektzeitraum


vom 01.11.2011 bis 01.02.2013

Kooperationspartner


Finanzierung


  • DBU
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