Aufgabenstellung
Um die Kosten für Verzinkungen im Automobilbau zu senken, werden immer häufiger Feuerverzinkungen statt elektrolytischer Verzinkungen angewendet. Diese Bleche können aufgrund kleiner Prozessfenster und starker Prozessschwankungen nicht mit konventionellen Laserlötprozessen gelötet werden. Mittels zusätzlichen, vorlaufenden Laserspots soll die Zinkschicht vor dem Lötprozess entfernt werden, um den Prozess zu stabilisieren. Aufgrund des nicht-symmetrischen Strahlprofils wird eine Optik zur Strahlrotation benötigt.

Vorgehensweise
Eine Strahlrotation kann durch verschiedene optische Systeme erzielt werden. Um eine akzeptable Lösung zu finden, müssen unterschiedliche Faktoren betrachtet werden. Dazu gehören möglicher Bauraum, verwendete Laserleistung, benötigte Winkelgeschwindigkeit und Abbildungsqualität, sowie die mechanische Komplexität. Diese Faktoren werden evaluiert und ein Gesamtmodell aus optischem Raytracing und CAD erstellt. Darauf folgen die Fertigung eines Demonstrators und die Evaluierung des Systems.

Ergebnisse
Es wurden ein optisches und mechanisches Design erstellt und ein Demonstrator mit Linsen aus N-SF11 aufgebaut (links). Der Demonstrator wurde auf Funktion geprüft und in eine Scansonic ALO3 Bearbeitungsoptik eingebaut (rechts). Mit der ALO3 wurden Lötversuche mit vorlaufenden Abtragsspots durchgeführt, bei denen gezeigt wurde, dass der Abtrag der Zinkschicht vor dem Lötvorgang zu einer deutlichen Verbesserung des Prozessfensters führt. Durch Strahlrotation konnte die Auslenkung der Periskopeffekt der Schwenkachse der ALO3 bis +/-10° ausgeglichen werden bei Vorschubgeschwindigkeiten bis 4,5 m/min und über 3 kW Laserleistung.