Prozessnahe indirekte Oberflächencharakterisierung von laserchemisch gefertigten Abtragskonturen

Abstract

Zusammenfassung Die Fertigungsgeschwindigkeit der chemischen Laserbearbeitung (LCM) ist derzeit begrenzt, um störende Siedeblasen in der Prozessflüssigkeit zu vermeiden. Eine Erhöhung erfordert eine Anpassung des Laserstrahls oder der Lasereigenschaften. Das derzeitige Verständnis der Mechanismen des Oberflächenabtrags ist für eine gezielte Anpassung jedoch unzureichend. Für ein besseres Prozessverständnis bzw. eine präzise Prozessmodellierung sind prozessbegleitende Messungen der Oberflächengeometrie, der Oberflächentemperatur und der Siedeblasen erforderlich. Aufgrund der komplexen Prozessumgebung existiert jedoch keine geeignete In-Prozess-Messtechnik. Deshalb wird ein indirekter Ansatz zur Geometriemessung auf Basis der konfokalen Fluoreszenzmikroskopie untersucht, der das Potenzial für eine prozessnahe Anwendung im LCM-Prozess bietet. Im Ergebnis wird gezeigt, dass die Mikrogeometrie verschiedener Oberflächen unter LCM-äquivalenten Prozessbedingungen wie dicken Flüssigkeitsschichten und Gasblasen im Strahlengang indirekt messbar ist. Darüber hinausgehend ermöglicht der Messaufbau kombinierte fluoreszenzbasierte Messungen von Geometrie und Temperatur.