nano|sec ist auf individuelle Lösungen im Umfeld Lasertechnologie spezialisiert. Bei den Maschinen geht es um die Bearbeitung von Materialien beziehungsweise Werkstücken im Mikrobereich für definierte Aufgabenstellungen. Mit von der Partie ist dabei stets MiniTec.
Bei der Mikrobearbeitung mittels Laser geht es um Dimensionen, die im normalen Alltag nur selten anzutreffen sind. nano|sec in Darmstadt hat sich auf Anlagen in genau diesem Umfeld fokussiert. Mit einer Handvoll Spezialisten entwickelt das Unternehmen individuelle Lösungen, bei welchen Lasertechnologie zum Einsatz kommt. Dabei geht es um die Materialbearbeitung in Form von Löchern und Strukturen, die jenseits der menschlichen Wahrnehmung angesiedelt sind. Und das mit Lasern über alle Wellenlängen, von Kurzpulslasern im Nanosekundenbereich (ns-Laser) über Pikosekundenlaser (ps) bis hin zu Femtosekundenlasern (fs).
Die Kunden sind im Automotive-Sektor angesiedelt, aber auch beispielsweise im Umfeld Werbegrafik und Design. So hat nano|sec für einen Werbeartikel-Hersteller eine Anlage realisiert, die personalisierte Foto Gravuren auf Trinkgläsern ermöglicht. Ein weiterer bedeutsamer Bereich ist die Pharma- und Medical-Industrie, wo besondere Anforderungen hinsichtlich Qualität und Präzision bestehen.
Bei den Maschinen handelt es sich zumeist um Einzelstücke. Bisweilen werden auch Kleinserien gebaut, so Geschäftsführer Rüdiger Kreuter: „Wir sind schon froh, wenn es mal zwei oder drei Geräte von einer Sorte sind. Dies war etwa bei der Anlage zur Personalisierung von Trinkgläsern der Fall. Davon haben wir inzwischen sieben Einheiten für den Kunden gebaut.“ Wie bei allen nano|sec-Projekten war auch hier besonderes Know-how gefragt. Denn bei der Glasbearbeitung galt es, sehr hohe Genauigkeitsanforderungen einzuhalten – und das angesichts der Tatsache, dass Glas produktionsbedingt große Toleranzen aufweisen kann. So war es eine komplexe Aufgabenstellung, messtechnisch zu erfassen, wo und wie der Laser überhaupt arbeiten muss, um beispielsweise Graustufenwerte korrekt wiederzugeben. Auch bei dieser Maschine nahm man wie üblich MiniTec als Partner ins Boot.
Bildgravuren auf Trinkgläsern und Flaschen in hoher Auflösung mit einer Laseranlage von nano|sec.
Bearbeitungsraum mit optischer Bank.
Hoher MiniTec-Anteil bei Anlagenprojekten
Dazu Rüdiger Kreuter: „Unsere Anlagen entstehen immer gemeinsam mit MiniTec. Von unserer Seite kommen die grundsätzliche Zielsetzung, die Spezifikation und das Prozess Know-how. Wir besprechen das dann mit MiniTec, und deren Experten entwickeln anschließend das Konzept – von der Konstruktion bis hin zu Elektrotechnik und Mechanik. Wenn alles passt, kommt es dann zur Umsetzung. Diese erfolgt zum größten Teil bei MiniTec. Nur sehr empfindliche Bauteile wie Laser, Optiken, oder anspruchsvolle Elektroniken, werden erst in Darmstadt montiert, auch um Transportschäden zu vermeiden. Aber MiniTec übernimmt den mechanischen und elektrotechnischen Part, sodass bei uns die Integration der Prozesse und die Inbetriebnahme erfolgt.“
Die von MiniTec in den Anlagen eingesetzten Komponenten können je nach Aufgabenstellung ganz unterschiedlich sein und reichen von Linearachsen über Förderstrecken bis hin zu Robotern. Von nano|sec wiederum werden die Laser, Optiken, Elektroniken und die Software bereitgestellt. Schutzgläser filtern die schädliche Laserstrahlung, sodass die Maschine in einer normalen Produktionsumgebung aufgestellt werden kann.
Ultrafeinbearbeitung als neue Strategie
Die Anforderungen in diesem High-Tech-Umfeld unterliegen einem permanenten Wandel, dem nano|sec mit entsprechenden Innovationen begegnet, so Geschäftsführer Kreuter: „Schon seit einiger Zeit beobachten wir, dass in der Medizintechnik, aber auch im Chemie- und Pharmasektor sowie in der Molekularbiologie immer mehr Aufgaben entstehen, die eine Ultrafeinbearbeitung erfordern. Deshalb haben wir vor eineinhalb Jahren als strategisches Ziel deklariert, in diesem Bereich Lösungen anzubieten.“
Herausgekommen ist eine neue Anlagenlinie mit der Bezeichnung NDX1. Sie erlaubt die Ultrafeinbearbeitung im einstelligen Mikrometer-Bereich. Das Lasergerät baut auf der Ultrakurzpuls-Technologie auf. Die Laserwellenlänge von 355nm ist für die Bearbeitung von nahezu allen Materialien wie Kunststoffen und Metallen geeignet. Das NDX-System bietet mehrere Maschinenbetriebsarten an. Dazu gehört die Bearbeitung von rotatorischen wie auch von nicht rotatorischen Werkstücken (Freiform-Flächen) in Form von Beschriften, Bohren, Schneiden, Strukturieren und Ablation. Auch die vollautomatische Maschinenkalibration für die Achsensysteme des Lasers und der Messtechnik gehört zum Funktionsumfang.
Die neue NDX1 erlaubt die Ultrafeinbearbeitung im einstelligen Mikrometer-Bereich.
Die Laserwellenlänge von 355 nm ist für die Bearbeitung von Kunststoffen und Metallen sehr gut geeignet.
1000 Löcher auf Fläche von 5 mm Durchmesser
Die Anwendungsbereiche finden sich überall da, wo feinste Strukturen oder winzige Löcher in Glas, Stahl, Aluminium oder Keramiken benötigt werden. Dies ist beispielsweise bei der Inhalatortechnik der Fall, die in der Lungenheilkunde bei der Behandlung von Asthma zum Einsatz kommt. Hier wird ein Sieb aus Edelstahl benötigt, welches auf einem Kreis von 5 mm Durchmesser rund 1000 Bohrungen aufweist. Über die Bohrungen wird das Medikament vernebelt, welches der Patient dann einatmet, so dass es anschließend direkt ins Blut geht.
Rüdiger Kreuter erläutert die Vorteile: „Wenn Sie irgendwas in den Arm kriegen, wie etwa eine Impfung, ist erstmal die Frage, wie kommt das Medikament vom Arm in die Lunge. Wenn Sie das aber inhalieren können, kommt es direkt in die Lunge, und das ist viel effektiver und besser.“ Er führt weiter aus: „Ein anderer Anwendungsbereich der NDX1 sind Filtertechniken. Wenn Sie eine Spritze aufziehen, dann muss diese Flüssigkeit vorher gesiebt werden, um Verunreinigungen auszufiltern. Dafür werden in den Kanülen dann auch wieder kleinste Löcher gebraucht. Bedeutsam ist auch der ganze Bereich der Osmose im Umfeld Abwassertechnik beziehungsweise Wasserreinigung, wo feinste Membrane zum Einsatz kommen. Die Mikrobiologie wiederum benötigt dünne Kanäle im Material, wo Flüssigkeiten entlanglaufen können. All das sind Aufgabenstellungen, die wir mit der Anlage lösen können.“
Vorteile der Zusammenarbeit mit MiniTec
Der Fokus von nano|sec liegt klar auf dem Engineering, das Unternehmen verfügt über keine eigene Teileproduktion. Von daher nimmt MiniTec bei den Anlagen eine große Rolle ein, weil die Grundmaschinen nahezu komplett dort konzipiert und realisiert werden. Für die bereits seit Jahren währende Zusammenarbeit gibt es laut Geschäftsführer Kreuter gute Gründe: „Meine Ansprechpartner bei MiniTec verfügen über ein hohes technisches Verständnis, zudem stimmt die Chemie. Deshalb haben wir schon lange eine sehr erfolgreiche Zusammenarbeit, es passt einfach! Darüber hinaus bietet die MiniTec-Profiltechnik aufgrund ihrer durchdachten Systematik und innovativen Verbindungstechnik weitere Vorteile.“
THOR X4 ermöglicht die Bearbeitung von nahezu jedem Werkstoff, wie beispielsweise das Gravieren von Glas, in höchster Präzision und arbeitet zwei bis dreimal so schnell wie ein herkömmlicher Laser.