PROTA

Im Vergleich zu anderen Mikrobearbeitungsverfahren, wie z. B. dem Mikrofräsen, kann mit der chemischen Laserbearbeitung (LCM) eine höhere Abtragsqualität in Bezug auf die Formgenauigkeit bei spitzen Kantenwinkeln und kleinen Kantenradien erreicht werden. Allerdings ist die Produktionsgeschwindigkeit von LCM geringer, insbesondere weil die Abtragsrate begrenzt ist, um hinderliche Siedeblasen zu vermeiden.

PROTA zielt darauf ab, das Prozessverständnis von LCM zu verbessern, um den Einfluss von Siedeblasen auf die Abtragsqualität durch Variationen der Fluidbestrahlung zu minimieren. Die Prozessmodellierung wird erstmals den Blaseneinfluss berücksichtigen, insbesondere mit Hilfe von prozessnahen Messungen der Werkstückoberflächentemperatur, der Siedeblasen und der Werkstückgeometrie in der Abtragszone. Aufgrund der Komplexität der laserchemischen Bearbeitung in Bezug auf die Fertigungsumgebung ist eine geeignete prozessnahe Messtechnik für ein verbessertes Prozessverständnis und -modellierung unerlässlich.

Die konfokale Fluoreszenzmikroskopie erweist sich als geeignet für Mikrogeometriemessungen in Flüssigkeiten, wenn ein modellbasierter Signalverarbeitungsansatz verwendet wird. Die laserinduzierte Oberflächentemperatur, die das Ergebnis des Materialabtrags grundlegend beeinflusst, konnte bisher jedoch nicht in situ gemessen werden. PROTA wird die konfokale geometrische Messung unter Verwendung einer fluoreszierenden Flüssigkeit mit einer fluoreszenzbasierten Temperaturmessung kombinieren, um eine verbesserte Prozessmodellierung zu ermöglichen. Der Ansatz basiert auf der Bestimmung der Fluoreszenzlebensdauer, die von der Temperatur des Fluorophors abhängt und die Bestimmung der räumlichen Temperaturverteilung während der Herstellung ermöglicht.