Severin Luzius von der Trumpf Laser- und Systemtechnik GmbH auf die Frage, welche industriellen Anwendungsgebiete jetzt schon den UKP-Laser nutzen: „Das ist ganz schwer einzugrenzen, weil die Einsatzmöglichkeiten so vielfältig sind. Mit den kurzen Pulsdauern und den drei Wellenlängen, die wir anbieten, erschließen wir ein so großes Materialspektrum, so dass sich dadurch auch ein ganz großes Branchenspektrum ergibt. Von daher gibt es keine Branche mehr, in der man einen UKP-Laser nicht einsetzen könnte."

Christof Siebert, Leiter Branchenmanagement Mikroanwendungen im internationalen Vertrieb der Trumpf Laser- und Systemtechnik  GmbH: „Ein Beispiel, bei dem der UKP-Laser schon jetzt eingesetzt wird, ist das Schneiden von dünnem Glas bei Smartphones. Wir haben momentan einen starken Trend, weg von normalen Handys hin zu Smartphones mit Touchdisplay. Diese Geräte werden immer dünner, werden in der Hosentasche mitgenommen und sollen handlich sein, da muss natürlich auch das Glas dünner werden. Man rechnet damit, dass man von heute 300 Millionen Handys, die so ein Glascover haben, auf etwa eine Milliarde im Jahr 2014 kommt."

Zu den Anforderungen der Smartphones gehören gehärtete Gläser um gegen Kratzer resistent zu sein. Dass diese Gläser mit konventionellen Methoden sehr schwer zu schneiden sind, ruft den UKP-Laser auf den Plan. Dieser kann sehr flexibel schneiden und hat deutliche Vorteile gegenüber Verfahren, bei denen Werkzeuge eingesetzt werden, die verschleißen können, wie zum Beispiel dem Fräsen oder dem Schneiden mit dem Schneidrad. „Das ist eine Industrie, die heute schon den UKP-Laser einsetzt, aber auch weiterhin ein riesiges Potenzial birgt", erläutert Christof Siebert. Der Halbleiterbereich und die Photovoltaik gehören ebenfalls zum Einsatzspektrum des UKP-Lasers, einfach aufgrund der Materialien und der Anwendungen, die dort eine Rolle spielen. Christof Siebert dazu: „Der UKP-Laser ist prädestiniert für das selektive Abtragen von dünnen Schichten, und dabei der ‚Möglichmacher’ dieser Applikationen. Oder er ersetzt beispielweise mechanische Verfahren, die große Nachteile in Bezug auf die Genauigkeit haben."

Auf die Frage, ob es Anwendungsgebiete speziell im Blechbereich gibt, bei denen der UKP-Laser zum Einsatz kommt, antwortet Severin Luzius: „Es gibt bei uns im Blechbereich relativ wenig Anwendungsgebiete. Man kann sich das so vorstellen: Immer dann, wenn Werkzeuge an ihr Limit kommen, dann denken unsere Kunden über den Einsatz des UKP-Lasers nach. Das kann die Genauigkeit oder zuviel Wärmeeinfluss bei einem Nanosekunden- oder cw-Laser betreffen, oder auch Verfahren, die nichts mit Laser zu tun haben, wie zum Beispiel Ätzen." Laut Luzius sind die UKP-Experten auch immer wieder selbst überrascht, was mit diesen Lasern alles machbar ist, und sieht in der Blechbearbeitung im Moment noch nicht die Notwendigkeit, um komplett umzusteigen. „Wir haben beim Blech mit dem Scheibenlaser, bei dickeren Blechen mit dem CO₂-Laser und bei dünneren Blechen mit dem Faserlaser so gute Ergebnisse, dass der Leidensdruck noch nicht groß genug ist, um eben auch die Kehrseite des UKP-Laser in Kauf zu nehmen", so Luzius weiter. Die ‚Schwäche’ des Lasers mit den ultrakurzen Pulsen sind nämlich die Geschwindigkeitseinbußen im Vergleich zu einem um Großenordnungen stärkeren Scheibenlaser.

Das heißt, bei den klassischen Anwendungen im Blechbereich, wie zum Beispiel dem Schneiden, sieht Severin Luzius noch keine Notwendigkeit umzusteigen. Dennoch betont er: „Es gibt aber durchaus Anwendungen, zum Beispiel wo für das Tiefziehen Ölreservoirs in das Blech einbracht werden. Das kann ich mit dem Pikosekunden-Laser machen, ohne dass dabei ein Grat entsteht, da spare ich mir Nachbearbeitungsschritte im Vergleich zu einem Nanosekunden-Laser." „Da ist einiges denkbar und wird auch schon gemacht", so Luzius weiter.

Trumpf gilt als einer der Vorreiter der UKP-Lasertechnik und treibt diese immer weiter. Zum derzeitigen Stand der Technik, und wohin diese noch gehen wird, erklärt Christof Siebert: „Wir bieten eine Technologie an, bei der man den Oszillator mit einem Verstärker auf Scheibenlaserbasis kombiniert. Dabei nutzen wir einen sogenannten regenerativen Verstärker und können durch unseren Aufbau ein sehr stabiles System bieten." Der Laser ist mit einer zweifachen Leistungsregelung ausgestattet, das heißt, Trumpf stabilisiert den Verstärker und regelt pulsgenau die Energien. „Wir machen das deshalb, um in der industriellen Umgebung möglichst hohe Stabilität des Prozessergebnisses zu gewährleisten. Der Kunde muss am Ende bei den sehr, sehr feinen Anwendungen, die man im UKP-Bereich hat, einen stabilen Prozess haben, der ihm immer stabile Bedingungen gibt", so Siebert und weiter: „Das Ganze findet natürlich immer in einer 24/7 Umgebung statt, das heißt, wir müssen das auch über lange Zeiten hin garantieren können. Wir sind darüber hinaus die Einzigen, die einen zweifachen Regelkreis anbieten."

Dabei betont Christof Siebert, wie wichtig es für Trumpf ist, immer industrietaugliche Laser anzubieten. Beim UKP-Laser ist der Schritt vom Labor in die Industrie immerhin noch gar nicht so lange her, wenn man dies zum Beispiel mit einem CO₂ oder einem Nanosekunden-Laser vergleicht. „Unser Anspruch ist immer der Industrielaser. Zudem wissen wir, dass der Trend zu immer höheren Geschwindigkeiten und Produktivitäten geht." Das bedeutet für die Zukunft, dass Laser mit höherer Leistung, also höhere Pulsenergie ausgeliefert werden. Siebert erwartet grob eine Verdoppelung der Ausgangsleistung bis Ende dieses Jahres und verweist auf die Arbeiten an Nachfolgegenerationen. „Wir sprechen hier von industrietauglichen Lasern. Das darf man nicht mit Rekorden vergleichen, die im Labor erzeugt werden. Hier werden vielleicht höhere Werte erreicht, die aber eben nicht unbedingt in der Anwendung zu finden sind", so der Leiter Branchenmanagement Mikroanwendungen.

Severin Luzius: „Aus Applikationssicht kann man noch hinzufügen, dass es noch ganz oft so ist, dass nicht der Laser das Begrenzende bei einem Prozess ist. Vielmehr sehen wir bei einer Applikation ganz viele Effekte, die einfach noch nicht endgültig erklärt und verstanden sind. Da gibt es auf Applikationsseite noch ganz viele Herausforderungen aber eben auch Chancen, zum Beispiel um die Produktivität noch zu erhöhen ohne die mittlere Leistung erhöhen zu müssen."

Obwohl bei einer relativ neuen Technologie alle Beteiligten mit ähnlichen Mitteln versuchen, diese weiter nach vorne zu bringen, können sich Ansatzpunkte und Vorgehensweisen unterscheiden. Christof Siebert zur Philosophie des UKP-Lasers bei Trumpf: „Unsere Besonderheit ist, dass wir alles auf Scheibenlaserbasis machen. Der Scheibenlaser zeigt aufgrund seiner Geometrie nur sehr minimierte thermische Effekte, deshalb ist er ein ideales Mittel, um die Laserleistung und somit die Pulsenergie zu skalieren, also zu erhöhen." Der Vorteil: Dies passiert ohne Einbußen in Bezug auf die Strahlqualität oder die Stabilität. „Dort unterscheiden wir uns von anderen UKP-Herstellern, die eher mit konventionellen Techniken unterwegs sind, wie zum Beispiel mit der Stabtechnologie", so Siebert weiter und verweist auf die möglichen thermischen Effekte, die sich somit auch auf die Stabilität und Strahlqualität auswirken können. „Des Weiteren lassen wir den Laser immer an einem Arbeitspunkt laufen, das heißt, wir bringen ihn in einen sehr stabilen Zustand. Dort läuft er immer mit denselben Eigenschaften. Energie und Frequenz variieren wir nur außerhalb des Verstärkers."

Dass man am UKP-Laser nicht mehr vorbeikommt dürfte klar sein. Dennoch wird er, und das ist ebenso sicher, in naher Zukunft nicht der alleinige ‚Platzhirsch’ unter den Hochleistungs-Lasern werden. Vielmehr hat die Laserfamilie mit ihm einen neuen, sehr starken Zuwachs bekommen. Welchen Anteil er in dieser Familie zukünftig haben wird, schätzt Severin Luzius folgendermaßen ein: „Unsere Erwartung ist, dass der UKP-Laser weiterhin stark wächst. Das hat er in letzter Zeit schon getan. Nicht nur für Trumpf, sondern für die gesamte Industrie ist der UKP-Laser ein ganz heißes Thema. Man merkt es auch daran, dass immer mehr Leute auf diesen Zug aufspringen." Dabei betont Luzius: „Wir rechnen allerdings nicht damit, dass der UKP-Laser andere Lasertechnologien im großen Maßstab verdrängt."

Laut Luzius gibt es Anwendungen, bei denen mit dem UKP-Laser eine bessere Qualität erzeugt werden kann. Daraus folgt, dass möglicherweise ein Nanosekunden-Laser oder in manchen Bereichen sogar ein cw-Laser verdrängt wird. „Aber größtenteils erschließt man mit dem UKP-Laser ganze neue Bereiche, neue Materialien, neue Anwendungen die bisher überhaupt nicht mit dem Laser möglich waren. Das ist natürlich auch das, was den Reiz ausmacht, gerade für eine Firma wie Trumpf. Dabei tritt man eher gegen Prozesse wie Erodieren, Ätzen oder Fräsen an", so der Trumpf Laserexperte weiter.

Die Frage, ob der UKP-Laser seinen ‚Laser-Kollegen’ nicht die Butter vom Brot nimmt, sondern vielmehr ganz neue Gebiete erschließt, beantwortet Luzius demnach eindeutig: „Ja, auf jeden Fall. Wir haben bei Trumpf im Prinzip alle Lasertechnologien im Haus. Da kommt es natürlich auch vor, dass ein Kollege mit seinem Faserlaser an seine Grenzen stößt. Dann gibt er schon mal eine Anwendung zu uns rüber, und wir probieren es mit dem UKP-Laser. Das praktizieren wir natürlich auch umgekehrt, zum Beispiel, wenn wir erkennen, dass für die gewünschte Qualität einer Anwendung auch ein Faserlaser ausreicht. Nach unserer Erfahrung gibt es nur wenige Bereiche, in denen beides gleichermaßen gut funktioniert. Meist sind die Einsatzbereiche ganz klar abgegrenzt. Die Stunde der UKP-Laser schlägt immer, wenn höchste Qualität gefordert ist – und dann gibt es dazu wenig Konkurrenz."