DE102017218441A1

DE102017218441A1 - Abtragstrategie zur Erzeugung einer Oberflächenstruktur, bei dem Material in mehreren Übergängen in einer Fläche abgetragen wird

Info

Publication number: DE102017218441A1
Application number: DE102017218441.8A
Authority: DE
Inventors: Thomas Beck; Jens Dietrich; Oliver Katzurke
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2017-10-16
Filing date: 2017-10-16
Publication date: 2019-04-18

Abstract

Durch die Aufteilung einer großen zu bearbeitenden Fläche (4) bei einer Laserbearbeitung in irregulärer Form, die die Gesamtfläche ergeben, werden gute Ergebnisse in dem Gesamtmuster einer großen Fläche (4) erzielt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Abtragstrategie von Material von einer Oberfläche, bei dem eine bestimmte Struktur erzeugt werden soll, wobei der Energiestrahl mehrmals über die Fläche verfahren werden muss.
Strukturierungen von Oberflächen sind bekannt. Dabei werden insbesondere Laser- oder Elektronenstrahlen verwendet, die Energiestrahlen darstellen.
Beispiele zur Erzeugung von Oberflächenstrukturen sind sogenannte Engravings oder Vertiefungen in der Oberfläche von keramischen Wärmedämmschichten oder Strukturierungen von Haftvermittlerschichten oder Substraten, auf denen eine weitere Schicht aufgebracht werden soll. Dabei muss eine größere Fläche in mehreren Übergängen bearbeitet werden. Dies führt durch vorrichtungsbedingte Messungenauigkeiten und Versatz dazu, dass das gewünschte Muster nicht erzielt wird.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung oben genanntes Problem zu lösen.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1.
In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Maßnahmen aufgelistet, die beliebig miteinander kombiniert werden können, um weitere Vorteile zu erzielen.
Es zeigt die 1, 2 und 3 schematisch die Vorgehensweise der Erfindung.
Die Figuren und die Beschreibung stellen nur Ausführungsbeispiele der Erfindung dar.
In 1 ist eine große Fläche 4 dargestellt, von der Material abgetragen oder ein bestimmtes Muster in Form von Oberflächenerhebungen erzeugt werden soll. Nach dem Stand der Technik wird die große Fläche 4 in gleich große, gleichförmige quadratische oder rechteckige Flächen unterteilt und dann Teilgebiet für Teilgebiet bearbeitet.
Erfindungsgemäß erfolgt dies nicht, sondern es werden zufallsmäßig erzeugte irreguläre Umrisse 15', 15'', ... erzeugt, die sowohl gebogene 17, 23 (2) als auch geradlinige 16 (2) Verläufe aufweisen. Zusammen ergeben diese Teilbereiche 7, 8 jedoch vorzugsweise die gesamte zu bearbeitende große Fläche 4.
In 2 ist die Vorgehensweise der Aufteilung näher dargestellt. Es wird mit einem ersten Teilgebiet 7 angefangen, das zufällig erzeugt wird und sowohl gradlinige 16 als auch gebogene (17 in zwei Teilgebiete 8) Verläufe mit vielen Ecken 19, 20, 22 aufweist. Insbesondere weist das oder die Teilgebiete mindestens 5, insbesondere mindestens 7 Ecken auf.
Das Längen-Breiten-Verhältnis der größten Längen, wobei dies auf senkrecht zu verlaufenden Längs- und Querlinien zu ermitteln ist, beträgt nicht größer 10, aber >1.
Dementsprechend wird ein zweites Teilgebiet 8 erzeugt, das sich an eine Seitenlinie 9 des ersten Teilgebiets 7 anfügt. Entsprechend werden um diese ersten beiden Teilgebiete 7, 8 weitere Flecken erzeugt (1).
Dann wird innerhalb des irregulär geformten Teilgebiets 7 die gewünschte Oberflächenstruktur erzeugt. Dies kann insbesondere durch Laserstrahlen oder Elektronenstrahlen erfolgen.
Das auf der Fläche 4 zu erzeugende Muster kann ein reguläres Muster sein oder eine irreguläre Anordnung von Vertiefungen und/oder Erhebungen.
Da die Vertiefungen in die Fläche 4 oft nicht in einem Übergang 100 erzeugt werden kann, muss ein zweiter Übergang 102 erfolgen. Dies ist in 3 dargestellt. Jedoch werden hier ebenfalls wie bei der Vorgehensweise zur ersten Lage gemäß 2 verschiedene Teilbereiche 11, 13, ... erzeugt, die aber nicht den Teilbereichen 7, 8, ... der ersten Lage 100 entsprechen müssen, sondern nur wieder zufällig erzeugt werden und die Teilgebiete 7, 8, ... der ersten Lage 100 dementsprechend nur teilweise überdecken. In der 3 ist daher auch zu erkennen, dass ein erstes Teilgebiet 11 einer zweiten Lage 102 die Teilgebiete 7, 8 der ersten Lage 100 nur teilweise überdeckt.
Dementsprechend erstreckt sich das zweite Teilgebiet 13 der zweiten Lage 102, das sich natürlich an einer Seitenlinie des ersten Teilgebiets 11 der zweiten Lage 102 anschließt, auch nur teilweise über die ersten Teilbereiche 7, 8 der ersten Lage 100.

Claims

Verfahren zum Oberflächenabtrag von Material von einer großen Fläche (4), insbesondere zur Strukturierung der großen Fläche (4), bei dem die große Fläche (4) in viele Teilgebiete (7, 8, 11, 13, ...) insbesondere vollständig in viele Teilgebiete (7, 8, 11, 13, ...) unterteilt wird, die insbesondere nacheinander bearbeitet werden, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige, insbesondere alle Teilgebiete (7, 8, ...) irreguläre Umrisse (15', 15'', ...) aufweisen, die gradlinige (16) und/oder gebogene Verläufe (17, 23), insbesondere geradlinige und gebogene Verläufe (17, 23), optional auch rechtwinklige (20) und/oder kleinwinklige (19, 22) und/oder großwinklige Ecken aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Längen-Breiten-Verhältnis der Teilgebiete (7, 8, ...; 11, 13, ...) größer als 1 und nicht größer als 10 ist, wobei das Längen-Breiten-Verhältnis entlang von zwei senkrecht zueinander verlaufenden Linien bestimmt wird, die die größte Länge oder Breite des Teilgebiets (7, 8, ...; 11, 13, ...) erfassen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Materialabtrag in mehreren Lagen (100, 102) oder Überläufen erfolgt, wobei für die zweite Lage (102) ebenfalls wieder irregulär geformte Teilgebiete (11, 13, ...) erzeugt werden, die nicht mit den Lagen der Teilgebiete (7, 8, ...) der ersten Lage (100) übereinstimmen.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2 oder 3, bei dem die Umrisse (15', 15'', ...) der Teilgebiete (7, 8, ...; 11, 13, ...) mindestens 5 Ecken aufweisen, insbesondere mindestens 7 Ecken aufweisen.