MOSES

Während es für die Prozessbeobachtung traditioneller Fertigungsprozesse aus der sogenannten Makrobearbeitung, wie dem Laserschweißen, Laserauftragsschweißen und Laserschneiden, eine große Anzahl an Ansätzen und auch kommerziell erhältlichen Sensorkonzepten gibt, war das Angebot im Bereich der Ultrakurzpulslaserbearbeitung für die Mikromaterialbearbeitung hingegen kaum vorhanden. Es gab keine zufriedenstellende Sensorik am Markt der Lasermikrobearbeitung, die Prozesszustände in Echtzeit aufnimmt und zur Steuerung der Prozesse beiträgt, wie sie z.B. die moderne Leiterplattenfertigung benötigt. Durch das Verbundprojekt MOSES wurde eine Multisensorik entwickelt und so die vorhandene Lücke der Prozessbeobachtung und Steuerung in der Mikromaterialbearbeitung mittels Ultrakurzpulslaser geschlossen.   

Durch die prozesstypischen Merkmale eines Bearbeitungsprozesses mittels Ultrakurzpulslaser ergaben sich zahlreiche Herausforderungen. Pulse im Femtosekundenbereich, hohe Repetitionsraten und sehr schnelle Scangeschwindigkeiten von mehreren Metern pro Sekunde machten sehr hohe Abtastraten und eine anschließend sehr schnelle Datenbereinigung und Transferierung erforderlich. Darüber hinaus, waren unterschiedliche Prozessereignisse nur von verschiedenen Sensortypen zu detektieren. Hier stellte der Ansatz einer Multisensorik eine vielversprechende Methode dar, um mittels Datenkorrelation eine Prozesssteuerung zu ermöglichen.

Um eine überlegene Prozessqualität mit den Zielparametern und ein benutzerfreundliche Prozessierung zu erreichen, umfasste der innovative Ansatz die Identifizierung relevanter Sensorkonzepte, das Erforschen und Featuredesign der kreuzkorrelierten Sensorsignaturen, die Entwicklung von Datenbereinigungsverfahren zur Ermöglichung und Entwicklung einer echtzeitfähigen Prozesskontrolle sowie die Demonstration der erreichten Prozesssicherheit anhand von Leiterplattenanwendungen. Die neue multi-optische Sensorik und die echtzeitfähige Steuerung von komplexen Laserfertigungsanlagen ermöglichten es, wettbewerbsfähige Produkte der Zukunft herzustellen, die in Funktion, Qualität und Preis überzeugen.