200.000 Löcher pro Sekunde

CO2-Laser mit Gleichstrom-Anregung haben nach wie vor ihre Berechtigung – vor allem, wenn sie mit einzigartigen Eigenschaften aufwarten können wie die Strahlquellen von Feha. Das Potenzial der bewährten und in einigen Anwendungen nach wie vor unschlagbaren Technologie veranlasste zwei Investoren zum Einstieg in die insolvente Feha und zur gemeinsamen Neugründung der FEHA LaserTec Halle GmbH.

Die gute Nachricht zuerst: Die Zukunft der Feha-Laser ist gesichert. Nachdem die ehemalige Feha letztes Jahr Insolvenz anmelden musste, hatten zwei Investoren die Ursachen der Schieflage analysiert und dabei festgestellt, dass Feha eindeutige Stärken hat: das technische und wissenschaftliche Potenzial und Know-how sowie die einzigartigen Besonderheiten der Strahlquellen. Dies hat beide Investoren – einen langjährigen Kunden, der nicht genannt werden will, und die IPK-Gruppe als Industriepartner – dazu bewegt, bei Feha einzusteigen. Besonders der langjährige und immer sehr zufriedene Feha-Kunde hatte großes Interesse an einem Weiterleben des Unternehmens, denn eines seiner Produkte funktioniert nur mit einem Feha-Laser. Die IPK-Gruppe als zweiter Investor, die über fundierte Erfahrungen in der Organisation einer Produktion verfügt, hat das tägliche Geschäft übernommen und die Produktion modernisiert.

In der gemeinsamen Neugründung FEHA LaserTec Halle GmbH leben nicht nur die Produkte – CO2-Laser mit Gleichstrom-Anregung von 250 bis 2.000 Watt – sondern auch der Name Feha weiter. Dr.-Ing. Ingomar Krahl, Business Development: „Wir haben bewusst den Namen Feha in den neuen Firmennamen aufgenommen, denn viele Kunden sind mit Feha durch eine langjährige und gute Zusammenarbeit verbunden, und diese Brücke wollten wir über den Namen schließen.“ Weiterleben werden auch die Laser mit ihren Eigenheiten, die sie für so manche Anwendung zur einzigen Lösung machen. Lutz Osterburg, Development/Service: „Es gibt eine Reihe von Eigenschaften, die Feha-Laser gegenüber den Lasern der Mitbewerber auszeichnen, dazu zählt vor allem die hohe Strahlqualität. Die Bedeutung der Strahlqualität hat in den letzten Jahren immer weiter zugenommen und wir stellen die Strahlqualität jedes einzelnen Lasers durch entsprechende Messtechnik in unserem Haus sicher. Die Strahlkennzahl K unserer Laser liegt in einem Bereich von 0,8 und besser und dies können wir auch garantieren. Denn jedes Gerät wird vor der Auslieferung überprüft, und wir können dadurch unseren Kunden die Sicherheit geben, dass alle relevanten Parameter genauso sind, wie sie sein sollten.“

Die Strahlqualität ist damit vergleichbar zu anderen diffusionsgekühlten CO2-Lasern. Es gibt auch noch andere Charakteristika, die Feha allerdings grundsätzlich nicht veröffentlicht, „um die Wettbewerber nicht unnötig schlau zu machen“. Kein Geheimnis ist aber, dass der Feha-Laserstrahl durch den sehr sauberen Single-Mode vor allem für eine Vielzahl von Hochgeschwindigkeitsanwendungen sehr gut geeignet ist. Lutz Osterburg: „Bei allen Hochgeschwindigkeitsanwendungen – also wenn es darum geht, den Laserstrahl mit höchster Geschwindigkeit und Präzision zu bewegen – oder wenn es darauf ankommt, den Laserstrahl mit höchsten Frequenzen zu schalten – und zwar nicht mit Pulsen in der Strahlquelle sondern außerhalb – sind wir hervorragend aufgestellt und brauchen keinen Vergleich zu scheuen.“

Weiterer Unterschied: Im Gegensatz zu den meisten anderen CO2-Lasern setzt Feha nach wie vor auf eine Gleichstrom-Anregung. Für Lutz Osterburg durchaus ein Vorteil: „Durch die DC-Anregung können wir über den gesamten Leistungsbereichs des Lasers eine reine cw-Strahlung erzeugen, die in keiner Weise moduliert ist. Für einige Applikationen unserer Kunden ist dies extrem wichtig.“

Das dritte wichtige Merkmal: Die Feha-Laser decken nicht nur den gesamten Wellenlängenbereich ab, der für CO2-Laser möglich ist. Sie erreichen auch bei allen Wellenlängen eine ausgezeichnete Wellenlängenstabilität. Feha kann mit seinen Lasern also sehr exakt auf einen bestimmten Wellenlängenbereich gehen und die Wellenlänge auch dauerhaft einhalten – für einige Wellenlängenbereiche ein echtes Alleinstellungsmerkmal im Markt.

Ein weiterer Vorteil zahlt sich besonders in der Metallbearbeitung aus: Feha-Laser können einen Anfangsimpuls mit der dreifachen Energieüberhöhung senden. Lutz Osterburg: „Bevor der eigentliche Schneid- oder Schweißprozess beginnt, braucht man zum Einstechen eine Kernenergie, um das Loch zu erzeugen. Wir können hier zum Beispiel mit einem Laser, der 1.500 Watt Dauerleistung liefert, einen Startimpuls mit 4.500 Watt geben, ohne – wie verschiedene Wettbewerbsprodukte – anschließend die Nennleistung reduzieren zu müssen. Auch wenn die Leistungen bei 2.000 Watt begrenzt sind, decken wir dadurch trotzdem eine Vielzahl von Anwendungen ab.“

Ein besonders interessantes Anwendungsbeispiel ist die Mikro-Perforation, also Markierungen für die Fälschungssicherheit von Dokumenten oder Geldscheinen. Bei dieser sehr speziellen Anwendung wird der Laserstrahl von Feha außerhalb der Strahlquelle mit speziellen optischen Systemen „bearbeitet“. Diese Systeme sind wellenlängen-selektiv und deshalb ist das genaue Einhalten einer bestimmen Wellenlänge für diese Anwendung außerordentlich wichtig. Denn nur wenn der Laserstrahl konstant eine spezifische Wellenlänge liefert, ist eine hochwertige Mikro-Perforation ohne Schwankungen machbar – heißt konstant mit exakt runden und immer gleich großen Löchern. Die Löcher in Geldscheinen sind zwar deutlich kleiner als 100 µm, müssen aber dennoch exakt rund und immer gleich groß sein. Und dies auch noch bei schier unvorstellbarer Geschwindigkeit: Denn das Papierband beim Druck der Geldscheine läuft mit 5 m/min und mit 20 Geldscheinen nebeneinander. Um mit dieser Geschwindigkeit mithalten zu können, muss der Laser rund 200.000 Löcher pro Sekunde bohren.

Eine andere interessante Anwendung der Feha-Laser erfordert ebenfalls höchste Genauigkeit und Geschwindigkeit: Das Bohren von Löchern in Pillen. Damit das Medikament im Inneren der Pille in einem festgelegten Zeitraum freigesetzt wird, erhält jede Pille ein Loch, das für die exakte Dosierung des Medikaments hochpräzise sein muss. Trotz der hohen Genauigkeitsanforderungen schafft es ein Feha-Laser, 400.000 solcher Löcher pro Stunde zu erzeugen. „Dies ist mit einem gepulsten Laser durch dessen Einschwingverhalten schlicht und einfach nicht machbar“, erklärt Lutz Osterburg.

Bei solchen Dimensionen stoßen mechanische Ablenksysteme durch die Massenträgheit der Spiegel an ihre Grenzen. Feha arbeitet deshalb mit akusto-optischen Modulatoren, bei denen wiederum die spezifischen Strahlqualitäten eine entscheidende Rolle spielen. Gerade diese akusto-optischen Modulatoren wären nach Überzeugung von Lutz Osterburg eine besser Lösung für die künftige Bearbeitung von Solarzellen als die Scanner: „Meiner persönlichen Meinung nach sollte man die Hochgeschwindigkeitsanwendung in der Photovoltaik nicht mit Scanner-Applikationen realisieren. Denn dann kommt man schon an die Grenzen der Technik, bevor man richtig angefangen hat, das Verfahren zu entwickeln. Man kann einen Spiegel mechanisch einfach nicht beliebig schnell bewegen. Viel mehr als 3 Kilohertz sind derzeit nicht machbar.“ Die akusto-optischen Modulatoren bewegen sich in ganz anderen Größenordnungen, denn die Halbleiterkristalle werden mit bis zu 500 Kilohertz elektronisch angesteuert.

Obwohl sich Feha damit im absoluten High-end der Lasertechnik bewegt, achten die Entwickler auf einen extrem robusten Aufbau der Strahlquellen. Wie langlebig, zuverlässig und unempfindlich die Laser aus Halle sind, zeigt eine Anwendung in der Glasindustrie. Der Laser stand 15 Jahre lang direkt neben einem heißen Ofen und lief 55.000 Betriebsstunden rund um die Uhr, bevor er zum ersten Mal generalüberholt wurde.

Feha Lasertec Halle hat aber auch abseits der Laser-Strahlquelle etwas Besonderes zu bieten. Dr.-Ing. Ingomar Krahl: „Wir liefern nicht nur Hard- und Software, sondern bieten auch wissenschaftliche und inge­nieurtechnische Dienstleistungen an. Wir sind ein Problemlöser und helfen unseren Kunden und Endkunden, die Brücke zwischen dem Licht und der Physik des Lichts zu der speziellen Applikation zu schließen. Denn im Gegensatz zu anderen Unternehmen wollen wir keine Maschinen bauen oder komplette Lasersysteme für eine bestimmte Applikation anbieten. Wir beschränken uns bewusst auf die Strahlerzeugung und Leitung des Laserstrahls bis zum Werkzeug und überlassen den Rest unseren Kunden. Darin haben wir über 30 Jahren Erfahrung, an der wir unsere Kunden überproportional teilhaben lassen – kleine und große. Denn man ist auch als kleiner Kunde bei uns sehr gut aufgehoben, weil wir auch klein sind und unsere ingenieurtechnischen Kapazitäten für Problemlösungen bereitstellen. Wir sind praktisch eine Mischung aus einem Laserhersteller und einem Ingenieurbüro und können kundenspezifische Lösungen durch unsere Unternehmensgröße schon bei wenigen Anlagen wirtschaftlich darstellen.“

gk

www.feha-laser.de