Verfahren zur Bearbeitung einer Werkstückoberfläche und Werkstück Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten einer Werkstückoberfläche gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein nach einem derartigen Verfahren hergestelltes Werkstück.

An Oberflächen von Werkstücken werden aus tribologischen, mechanischen, optischen oder sonstigen Gründen häufig definierte Anforderungen gestellt hinsichtlich deren Oberflächengestalt verschiedener Ordnungen.

Eine Oberflächengestalt 1 . Ordnung betrifft die Form des Werkstücks oder von Bereichen des Werkstücks um eine Funktion zu gewährleisten.

Die Oberflächengestalt 2. Ordnung betrifft die akrog estalt der Oberfläche, insbesondere die Welligkeit. Diese Welligkeit ist oftmals ein Abbild der Kinematik des Fertigungsprozesses, beispielsweise die kinematische Rauhigkeit. Beispielsweise wird beim Fräsen als Funktion der Werkzeugdrehzahl und der Vorschubgeschwindigkeit die Form der einzelnen Schneide periodisch in das Werkstück geschnitten. Der Abstand dieser Schnitte zueinander ist dann als Zahnvorschub definiert.

So hinterlässt jedes zerspanende Verfahren seine charakteristische

Oberflächenstruktur, die als Struktur des Werkstückes i.d.R nicht gewollt ist. Häufig besteht das Ziel, diese Struktur durch Werkzeugverrundung und durch Verkleinerung des Zahnvorschubes zu glätten so dass diese nur noch von untergeordneter Tiefe ist.

Ein Spezialverfahren - die Breitschlichtbearbeitung - bedient sich dieses Glättungseffektes durch eine Balligkeit der Schneide mit großem Radius.

Insbesondere unter Anwendung einer äußerst glatten Schneidkante, die beispielsweise aus monokristallinem Diamant hergestellt ist, kann eine extrem glatte Oberfläche hergestellt werden, die das Ergebnis einer polierten Oberfläche übertreffen kann.

Dabei stellt die Feinstruktur des einzelnen Schnitts die Oberflächengestalt 3. Ordnung der Werkstückoberfläche dar. Sie kann durch Strukturierung oder Glättung der Schneidkante beeinflusst werden.

Analog zur Bearbeitung mit geometrisch bestimmten Schneiden gilt dieser Zusammenhang auch bei geometrisch unbestimmten Schneiden. Dort wird durch Feinkörnigkeit des Schneidstoffes eine Glättung der Oberfläche erreicht.

Es bestehen also verschiedene Möglichkeiten, um die Werkstückoberfläche hinsichtlich Glättung 2. und 3. Ordnung der Oberflächengestalt zu beeinflussen. Dies entspricht einer Verbesserung der Oberfläche, da aus tribologischen, mechanischen oder optischen Gründen eine glattere Oberfläche gewollt, wobei häufig eine

gleichzeitige Einhaltung der Oberflächengestalt erster Ordnung mit hoher Präzision angestrebt wird.

Aus tribologischen, mechanischen, optischen oder sonstigen Gründen kann aber auch eine rauhe Oberfläche angestrebt werden. Hierfür gibt es zerspanende Verfahren wie Bürsten oder Schleifen mit verhältnismäßig grober Körnung. Es werden auch andere abtragende Verfahren eingesetzt wie Ätzen, chemisches oder

elektrochemisches Abtragen. Auch auftragende Verfahren wie Lackieren oder

Beschichten können nicht-reflektierende Oberflächen erzeugen.

Zerspanende Verfahren hinterlassen jedoch i.d.R. Bearbeitungsspuren, die entsprechend de Bearbeitungsrichtung ausgerichtet sind. Dies ist oft nicht gewollt.

Ein Nachteil aller dieser Verfahren ist die Beeinflussung der Oberflächengestalt 1 . Ordnung, indem diese Verfahren mehr oder weniger stark auf unterschiedlichen Ausprägungen der Oberflächenform einwirken. Sehr häufig wirken diese Verfahren stärker im Bereich von Werkstückkanten. So führt beispielsweise Ätzen und Lackieren immer zu einer gewissen unerwünschten Kantenverrundung. Wie eingangs beschrieben, können durch spanende Bearbeitung die Oberflächengestalt 1 ., 2. und 3. Ordnung gezielt beeinflusst werden. Dabei kann beispielsweise der Zahnvorschub reduziert werden, um die Oberflächengestalt 2. Ordnung (Welligkeit, kinematische Rauhigkeit) zu glätten. Die Oberflächengestalt 3. Ordnung (Rauhigkeit) kann durch ein Verbessern der Schneidkantenschartigkeit geglättet werden. Bei beiden Maßnahmen wird auch die Formgenauigkeit

(Oberflächengestalt 1 . Ordnung) höher, indem indirekt geringere Schnittdrücke auftreten, die weniger Abweichung infolge geringerer Deformation des Teils während der Bearbeitung bewirken.

Soll eine Oberfläche hinsichtlich eines geringen Reflexionsgrades beeinflusst werden, so muss die Oberfläche gezielt eine höhere Rauhigkeit erhalten. Eine Erhöhung der kinematischen Rauhigkeit (Oberflächengestalt 2. Ordnung) durch eine spitzere Schneidengeometrie beeinflusst die Formgenauigkeit

(Oberflächengestalt 1 . Ordnung) negativ.

Daher kann insbesondere die Oberflächengestalt 3. Ordnung durch eine Schneidenschartigkeit beeinflusst werden so dass die Rauhigkeit erhöht wird und die Oberfläche beispielsweise weniger Licht reflektiert.

Um den Einfluss des einzelnen Schnitts an der Gesamt-Oberflächengestalt zu erhöhen, muss der Zahnvorschub jedoch erhöht werden. Somit entsteht eine

Oberfläche, die wiederum eine vergrößerte Welligkeit (Oberflächengestalt 2. Ordnung) aufweist.

Es gibt also keine Möglichkeit, beispielsweise den Reflexionsgrad oder eine sonstige geometrische Oberflächeneigenschaft durch ein spanendes

Fertigungsverfahren gezielt zu reduzieren ohne dabei weitere Eigenschaften der

Oberfläche nachteilig zu beeinflussen. Insbesondere weist die zerspanend hergestellte nicht-reflektierende Oberfläche eine eingeschränkte Formgenauigkeit (Oberflächengestalt 1 . Ordnung) sowie eine hohe Welligkeit (Oberflächengestalt 2. Ordnung) auf. Dies ist nicht gewünscht.

In der US 4,914,747 A ist eine Scheinwerferkonstruktion beschrieben, bei der eine Aufteilung von Scheinwerferbereichen durch eine Strahlenblende erfolgt. Eine Kante dieser Strahlenblende erzeugt durch Projektion durch eine entsprechende Optik ein definiertes Lichtbild. Die Strahlenblende kann hierbei bestimmte Bereiche

abschatten. Um die Qualität des Lichtbildes zu erhöhen, wird die Strahlenblende gezielt mit einer nicht-reflektierenden Oberfläche ausgestattet. Dies erfolgt durch eine spezielle matte Lackschicht. Die nicht-reflektierende Oberfläche dient der Vermeidung einer chromatischen Abberation des Lichtbildes. Nachteilig an dieser Ausführung ist der hohe Aufwand in der Aufbringung einer speziellen Lackschicht sowie die

Wärmeempfindlichkeit dieses Lackes bei Erhöhung der Lichtleistung und der damit verbundenen Steigerung der Wärmeentwicklung. Insbesondere bei einer speziellen Formgebung der Strahlenblende ist das Abdecken der nicht zu beschichtenden

Oberfläche sehr aufwendig.

In der DE 60 2004 002 043 T2 ist eine Ausführungsform eines Scheinwerfers bekannt, bei dem zwei unterschiedliche Lichtquellen eingesetzt sind. Dabei erzeugt eine Lichtquelle das Abblendlicht, welches eine gesetzlich vorgeschriebene Hell-Dunkel- Grenze erzeugt. Die zweite Lichtquelle kann den Bereich oberhalb dieser Hell-Dunkel- Grenze ausleuchten. In der Kombination beider Beleuchtungen entsteht das Fernlicht. Beim Fernlicht ist sowohl der Bereich über als auch der Bereich unter der Hell-Dunkel- Grenze ausgeleuchtet. Es entstehen hierbei besondere Anforderungen an die

Formgenauigkeit (Oberflächengestalt 1 . Ordnung) der Strahlenblende weil die Mischung der beiden Lichtbilder keinen unbeleuchteten Bereich (Abschattung) aufweisen soll. Die Lichtbilder sollen sich mit hoher Genauigkeit im Bereich der Hell-Dunkel-Grenze überlagern so dass diese nicht mehr sichtbar ist. In der WO 00 2014 165 884 A2 wird ein zusätzlicher Aufwand beschrieben, um die Qualität des Lichtbildes im Bereich der Hell-Dunkel-Grenze zu erhöhen. Es werden zusätzliche Lichtpfade geschaffen, die die oben genannte Abschattung ausleuchten können. Die Strahlenblende muss hierbei mit mindestens einem nicht reflektierenden Bereich ausgestattet sein. Der Reflexionsgrad muss innerhalb einer definierten

Toleranz gehalten werden.

Die DE 10 2010 054 858 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer re- flexionsmindernden Beschichtung auf einem Substrat, wobei diese durch einen Laser bestrahlt wird.

Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein nach einem derartigen Verfahren hergestelltes Werkstück zu schaffen, bei dem eine Beeinflussung der Oberflächengestalt 3. Ordnung zur Beeinflussung einer

geometrischen Oberflächeneigenschaft, beispielsweise des Reflexionsgrads mit geringem verfahrenstechnischen Aufwand möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des

Patentanspruchs 1 bzw. durch ein nach einem derartigen Verfahren hergestelltes Werkstück gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen dieses Verfahrens sind Gegenstand der

Unteransprüche.

Erfindungsgemäß wird eine Verfahrenskombination aus einer zerspanenden Bearbeitung und einer Laserbearbeitung eingesetzt, um die geometrische

Oberflächeneigenschaft, insbesondere den Reflexionsgrad auf den erforderlichen Wert einzustellen.

Erfindungsgemäß wird bei einem Verfahren zum Bearbeiten einer

Werkstückoberfläche eine Oberflächengestalt 1 . Ordnung, die durch die Funktion des Werkstücks vorgegeben ist, durch einen formgebenden Fertigungsprozess ausgebildet. Aus den Bearbeitungsparametern resultiert eine Oberflächengestalt 2. Ordnung, die die Makrogestalt der Oberfläche betrifft. Diese bildet wiederum eine Oberflächengestalt 3. Ordnung in Form einer Feinstruktur aus. Erfindungsgemäß wird die Oberflächengestalt 1 . Ordnung durch ein erstes Fertigungsverfahren, vorzugsweise eine spanabhebende Bearbeitung erstellt. Die sich dabei einstellende Oberflächengestalt 2. oder 3. Ordnung wird dann durch eine Laserbearbeitung zur Einstellung einer vorbestimmten geometrischen Oberflächeneigenschaft, beispielsweise eines Reflexionsgrades verändert. Diese Veränderung erfolgt derart, dass die Oberflächengestalt 1 . Ordnung im Wesentlichen unverändert bleibt.

Durch eine derartige Verfahrensführung lassen sich die eingangs erläuterten Nachteile vermeiden.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Oberflächengestalt 1 .

Ordnung, die durch die Funktion des Werkstücks vorgegeben ist, durch die

zerspanende Bearbeitung gezielt beeinflusst. Die nachfolgende Laserbearbeitung beeinflusst diese Oberflächengestalt 1 . Ordnung höchstens in dem Maße, wie die Oberflächengestalt 2. und 3. Ordnung durch diese Laserbearbeitung beeinflusst sind. Auf diese Weise Iässt sich die Maßhaltigkeit des Werkstücks gegenüber herkömmlichen Lösungen verbessern.

Die zerspanende Bearbeitung kann beispielsweise eine Drehbearbeitung oder eine Fräsbearbeitung sein. Bei einer Breitschlichtbearbeitung wird zur Bearbeitung der Oberflächengestalt

1 . Ordnung zumindest eine ballige Nebenschneide verwendet.

Die Maßhaltigkeit Iässt sich weiter verbessern, wenn die bei der zerspanenden Bearbeitung eingesetzten Schneiden aus einem Diamantwerkstoff bestehen.

Die Laserbearbeitung ist bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung so konzipiert, dass eine Formänderung der Oberflächengestalt 2. Ordnung und/oder 3. Ordnung erfolgt. Eine derartige Laserbearbeitung kann abtragend erfolgen, wobei eine oder mehrere Vertiefungen ausgeführt werden können. Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird durch die Laserbearbeitung eine chemische Reaktion an der Werkstückoberfläche initiiert, wodurch ein Oxyd oder ein sonstiges Reaktionsprodukt auf der Oberfläche entsteht oder hinterlassen wird. Bei einer weiteren Variante wird die Laserbearbeitung so gesteuert, dass das

Werkstückmaterial aufschmilzt und Schmelzepartikel sich wieder auf der

Werkstückoberfläche abscheiden.

Die Steuerung bei der Laserbearbeitung kann durch eine Positioniervorrichtung erfolgen, über die ein Laserstrahl relativ zum Werkstück bewegbar ist, so dass die Laserbearbeitung an unterschiedlichen Bereichen des Werkstücks erfolgt.

Die Ansteuerung des Laserstrahls kann so erfolgen, dass auf der

Werkstückoberfläche ein Muster, bzw. eine Struktur entsteht. Dieses Muster kann ein Näpfchenmuster oder ein Linienmuster oder ein sonstiges Muster sein.

Dabei wird es besonders bevorzugt, wenn das Muster der Oberflächengestalt 2. und/oder 3. Ordnung zugeordnet ist. Die Form und Tiefe der durch die Laserbearbeitung ausgebildeten

StrukturA/ertiefung kann durch Veränderung des Anstellwinkels des Lasers variiert werden.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 Prinzipdarstellungen der Oberflächengestalt 1 ., 2. und 3. Ordnung eines Werkstücks;

Figur 2 eine mit einer Näpfchenstruktur ausgebildete Oberflächengestalt 2. oder 3. Ordnung;

Figur 3 eine Variante des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 2 mit überlappenden Näpfchen; Figur 4 eine Prinzipdarstellung eines Verfahrens, bei dem ein Laserstrahl schräg zur Werkstückoberfläche eingekoppelt ist;

Figur 5 eine Prinzipdarstellung eines Scheinwerfers für Abbiindlicht und

Figur 6 eine Prinzipdarstellung einer nach einem erfindungsgemäßen Verfahren bearbeiteten Werkstückoberfläche.

Figur 1 a zeigt einen schematisierten Teil einer Funktionsfläche 4 eines

Werkstücks 6. Diese Funktionsfläche 4 ist mit einer Wellenstruktur ausgeführt, die im Sinne der eingangs erläuterten Definitionen eine Oberflächengestalt 1 . Ordnung 1 darstellt. Diese Wellenstruktur (Oberflächengestalt 1 . Ordnung) ist durch die Funktion des Werkstücks 6 vorgegeben. Selbstverständlich ist die Geometrie der

Oberflächengestalt 1 . Ordnung nicht auf einer Wellenstruktur beschränkt, sondern kann beispielsweise auch eine ebene Fläche, eine sonstige Struktur etc. beinhalten. Figur 1 b zeigt einen Schnitt entlang der Linie A-A in Figur 1 a. In dieser Darstellung sichtbar ist die die Oberflächengestalt 1 . Ordnung ausbildende Wellenstruktur 1 . Diese Struktur ist ihrerseits mit einer Oberflächengestalt 2. Ordnung 2 ausgeführt, die beispielsweise eine Welligkeit oder kinematische Rauigkeit ausbildet, die je nach verwendetem Fertigungsverfahren eine charakteristische Oberflächenstruktur darstellt. Eine derartige Struktur ist in der Regel nicht erwünscht.

Wie im Detail B in Figur 1 c dargestellt, ist diese charakteristische

Oberflächenstruktur (Oberflächengestalt 2. Ordnung 2) wiederum mit einer Feinstruktur ausgeführt, die die Oberflächengestalt 3. Ordnung 3 ausbildet. Diese kann

beispielsweise durch die Strukturierung oder Glättung einer Schneidkante beeinflusst sein.

Erfindungsgemäß werden die Oberflächengestalten 2. und/oder 3. Ordnung 2, 3 gezielt durch eine Laserbearbeitung hergestellt, wobei die Verfahrensführung so erfolgt, dass die Oberflächengestalt 1 . Ordnung 1 im Wesentlichen unverändert bleibt.

Wie beispielsweise in Figur 2 angedeutet, kann die Oberflächengestalt 2. Ordnung 2 oder die Oberflächengestalt 3. Ordnung 3 durch ein Näpfchenmuster ausgebildet sein. Dabei werden mitteis eines Laserstrahls eine Vielzahl von näpfchenförmigen Vertiefungen 8 ausgebildet. Diese können beispielsweise mittels eines Faserlasers eingebracht werden, dessen Laserstrahl mittels einer Scanneranordnung auf den zu bearbeitenden Bereich gerichtet wird. Derartige Laser werden beispielsweise als Beschriftungslaser eingesetzt und finden auch beim Strukturieren und Einbringen von Bruchtrennkerben Anwendung. Wie in Figur 2 dargestellt, können die näpfchenförmigen Vertiefungen 8 in einem vorbestimmten Muster angeordnet sein, wobei der

Horizontalabstand mit x und der Vertikalabstand mit y vorgegeben ist. Der Durchmesser jedes Näpfchens ist in Figur 2 mit d bezeichnet. Aus diesem Durchmesser d und den Abständen x, y lässt sich beispielsweise die Fläche A eines Näpfchens und der verbleibende, nicht mit Näpfchen versehene Oberflächenanteil A' berechnen. Durch die Ausbildung der Näpfchenstruktur lässt sich beispielsweise der Reflexionsgrad p einstellen, so dass nach dem erfindungsgemäßen Verfahren beispielsweise ein

Reflektor eines Scheinwerfers im Hinblick auf den Reflexionsgrad optimierbar ist. Das Flächenverhältnis der Oberflächenanteile A' und A lässt sich nach der Formel: berechnen. Das heißt, zur Einstellung eines bestimmten Reflexionsgrades muss entsprechend das Oberflächenverhältnis A' : A gewählt werden. Selbstverständlich gehen auch andere Parameter in die Bestimmung des Reflexionsgrades ein.

Wie bereits ausgeführt, ist die Erfindung jedoch keinesfalls darauf beschränkt, durch geeignete Ausbildung der Oberflächengestaltung 2. und 3. Ordnung einen

Reflexionsgrad eines Werkstücks einzustellen, sondern durch die erfindungsgemäße Verfahrensweise können auch andere Oberflächeneigenschaften beeinflusst werden.

In Figur 3 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem die näpfchenförmigen Vertiefungen 8 nicht zueinander beabstandet, sondern abschnittweise überlappend zueinander angeordnet sind, so dass sich eine linienförmige Näpfchenstruktur mit einer Vielzahl von Linien 10, 12 ausbildet. Diese Linien können beispielsweise im

Parallelabstand zueinander angeordnet sein. Prinzipiell können diese auch wellenförmig ausgebildet sein. Auch ein Kreuzen oder unterschiedliche Anstellwinkel der Linien 10, 12 ist vorstellbar.

Figur 4 zeigt eine Prinzipdarstellung zur Erläuterung der Ausbildung einer näpfchenförmigen Vertiefung 8. Wie erläutert, kann diese Vertiefung die

Oberflächengestalt 2. oder 3. Ordnung 2,3 ausbilden. Wie erläutert, erfolgt dies mittels eines Laserstrahls 10, der beispielsweise über eine Scanneranordnung mit einem in mehreren Achsen verstellbaren Spiegel oder aber über einen verfahrbaren Laserkopf eingekoppelt wird. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Laserstrahl 10 schräg zur Vertikalen V der Führungsfläche 4 eingekoppelt. Entsprechend ist auch die Mittelachse M der Vertiefung 8 schräg angestellt. Durch diesen Laserstrahl 10 wird - wie in Figur 4 dargestellt - streng geometrisch gesehen keine Napfform ausgebildet, sondern eine sich nach unten hin verjüngende, im weitesten Sinne kegel- oder trichterförmige Struktur ausgebildet.

Figur 5 zeigt eine konkrete Lösung, gemäß der das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Reflektorscheinwerfers für ein Abblendlicht verwendet wird. Ein derartiger Scheinwerfer hat eine Lichtquelle 12, beispielsweise eine H7-Lampe, die Licht in Richtung auf einen Reflektor 14 abstrahlt, dessen Reflektionsfläche die

Funktionsfläche 4 gemäß den vorhergehenden Ausführungen ausbildet. Demgemäß ist diese Funktionsfläche 4 mit Oberfiächengestalten 1 ., 2. und 3. Ordnung ausgeführt. Die Oberflächengestalt 1 . Ordnung bildet dabei die Krümmung des Reflektors 14 aus. Der Reflexionsgrad wird dabei gemäß den in Figur 2 dargestellten Vorgaben ausgeführt. Das von der Lichtquelle 12 abgestrahlte Licht wird am Reflektor 14 bzw. der

Funktionsfläche 4 in Richtung auf eine Projektionslinse 16 umgelenkt, die dann das im Wesentlichen parallele Abblendlicht abstrahlt. Der Scheinwerfer ist des Weiteren noch im Bereich einer Vorderkante mit einer Strahlenblende 18 ausgeführt, über die ein Anteil A1 des reflektierten Lichtes absorbiert wird. Der nicht absorbierte Anteil des Lichtpfades ist in der Darstellung gemäß Figur 5 mit dem Bezugszeichen A2

gekennzeichnet. Die Verteilung der Lichtpfade A1 , A2 kann im Prinzip auch durch geeignete Ausgestaltung der Oberflächengestalt 2. und 3. Ordnung beeinflusst sein. Figur 6 zeigt eine Variante einer Funktionsfläche 4 eines Werkstücks,

beispielsweise eines Reflektors 14. Dieser hat die aus der spanabhebenden Fertigung resultierende Oberflächengestalt 1 . Ordnung 1 , die beispielsweise wiederum eine leicht wellenförmige Struktur aufweisen kann. Wie in Figur 6 schematisch angedeutet, kann dann durch eine nachfolgende Laserbearbeitung, bei der die Maßhaltigkeit der

Oberflächengestalt 1 . Ordnung 1 nicht oder nur unwesentlich beeinflusst wird, eine geeignete Oberflächenstruktur 2. oder 3. Ordnung 2, 3 ausgebildet werden. In der Darstellung gemäß Figur 6 sind diese Strukturen nebeneinander liegend angeordnet. Selbstverständlich ist es möglich, sowohl die Feinstruktur (Oberflächengestalt 3.

Ordnung) als auch die Makrogestalt (Oberflächengestalt 2. Ordnung) in den gleichen Bereichen der Funktionsfläche 4 auszubilden.

Wie erwähnt, können selbstverständlich auch andere als die vorbeschriebenen näpfchenförmigen Vertiefungen ausgebildet werden. Deren Struktur kann nahezu beliebig in Abhängigkeit von den jeweiligen Anforderungen an die Funktionsfläche variiert werden.

Wie erläutert, ist es auch möglich, innerhalb der Funktionsfläche 4

unterschiedlich strukturierte Bereiche auszubilden.

Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren nochmals allgemein erläutert.

Durch ein zerspanendes Verfahren, insbesondere mit bestimmter Schneide, insbesondere durch Fräsen, insbesondere mit einer Breitschlichtschneide wird eine sehr glatte Oberfläche mit hoher Wirtschaftlichkeit und sehr hoher Reproduzierbarkeit erzielt. Dabei wird entsprechend der Oberflächengestalt 1 . Ordnung eine sehr hohe Formgenauigkeit der Oberfläche erzielt, durch günstige Parameterwahl und durch eine Schneidenverrundung wird die kinematische Rauhigkeit (Oberflächengestalt 2.

Ordnung) auf ein Minimum reduziert sowie die Rauhigkeit infolge der

Schneidenschartigkeit (Oberfiächengestalt 3. Ordnung) durch sehr glatte Schneiden (insbesondere Diamant) ebenfalls auf ein Minimum reduziert. Dieser erste Bearbeitungsschritt liefert eine sehr reproduzierbare Oberfläche für die anschließende Laserbearbeitung. Die Oberfläche ist eigenschaftsneutralisiert und kann den materialspezifischen maximal möglichen Reflexionsgrad herstellen.

In diesem Bearbeitungsschritt wird durch Beschuss der Oberfläche mittels Laserstrahl wird eine thermische Oberflächenbearbeitung, insbesondere eine

abtragende Bearbeitung durchgeführt. Es entstehen Vertiefungen dort wo der Laser Material aufgeschmolzen hat und diese Schmelze ggf. durch ein zusätzliches Medium entfernt wird.

Diese Vertiefungen verändern die Oberflächengestalt 2. Ordnung der Oberfläche, wobei die Formgenauigkeit (Oberflächengestalt 1 . Ordnung) vollständig unverändert bleiben kann.

Insbesondere kann der Reflexionsgrad beeinflusst werden da die Oberfläche innerhalb einer einzelnen Vertiefung (Oberflächengestalt 3. Ordnung) eine gewisse Rauhigkeit aufweist als Ergebnis der aufgeschmolzenen und erstarrten Oberfläche.

Die Beeinflussung der Oberfläche, insbesondere des Reflexionsgrades kann auch durch Erstarren von Schmelzepartikeln auf der vom Laser unbeeinflussten

Oberfläche erfolgen.

Die Beeinflussung der Oberfläche insbesondere des Reflexionsgrades kann auch durch Oxidbildung erfolgen infolge der Einbringung von Reaktionsenthalpie durch den Laser und der Zufuhr von Sauerstoff mittels des Abblasmediums. Das Abblasmedium kann auch variiert werden so dass über unterschiedliche Substanzen unterschiedliche Reaktionsprodukte entstehen können die eine Farbe aufweisen. So kann gezielt auch die Färbung der Oberfläche beeinflusst werden.

In der Regel werden Laser gepulst betrieben. Durch einen einzelnen Puls mit relativ hoher Energiedichte entsteht ein einzelnes Näpfchen. Durch mehrere Pulse können diese Näpfchen vertieft werden, es kann auch über die Pulsdauer und Energie die Größe und Tiefe der Näpfchen beeinflusst werden. Durch Maschinenachsen oder durch eine Scannereinheit kann der Laserstrahl ein- oder mehrachsig über die Werkstückoberfläche bewegt werden. Durch

Aneinanderreihung von einzelnen Näpfchen können Linienstrukturen erzeugt werden.

Die Ausrichtung der Linien entsprechend der vom Teil beaufschlagten Lichtpfade können die Reflexion oder die Abschattung gezielt richtungsmäßig beeinflussen. Es kann eine Polarisation des Lichtes erzielt werden. Durch Anstellwinkel des Laserstrahls gegenüber der Werkstückoberfläche kann die Oberflächengestalt der Näpfchen variiert werden. So können

Reflexionseigenschaften richtungsabhängig gezielt verändert werden.

Der Reflexionsgrad kann gezielt so eingestellt werden, indem der Flächenanteil A ^' durch den Flächenanteil A prozentual ersetzt wird. A ^' ist dabei der von der

Laserbearbeitung unbeeinflusste Flächenanteil der Werkstückoberfläche, A ist der Flächenanteil der Näpfchen mit ihrem charakteristischen Reflexionsgrad. Im idealen Falle ist das Verhältnis zwischen den Flächenanteilen proportional zum Integrierten Gesamt-Reflexionsgrad der Oberfläche.

Anwendungen

Zur Reibungsreduktion oder zur Reibungserhöhung werden Laserstrukturen auf zuvor bearbeiteten Werkstückoberflächen aufgebracht.

Durch die gezielte Orientierung der Position der einzelnen Bestandteile der Laserstruktur bezüglich der Oberflächengestalt der zuvor spanend hergestellten

Oberfläche lassen sich die Eigenschaften der Oberfläche optimieren. Eine Zuordnung der Laserstruktur zur Oberflächengestalt 2. Ordnung kann die

Erhöhung des Reibwertes der Oberfläche wesentlich erhöhen, indem beispielsweise ein Aufwurf von thermisch aufgeschmolzenen Material genau auf den Rauhigkeitsspitzen erzeugt wird. Dadurch entsteht eine starke formschlüssige Verzahnung wenn ein Reibungspartner mit dieser Oberfläche in Eingriff gebracht wird.

Sehr viele Oberflächen, beispielsweise für Gebrauchsgegenstände, weisen optische und haptische Anforderungen auf. Beispielsweise sollte die Oberfläche subjektiv edel aussehen und sich edel anfühlen. Gleichmäßig glänzende Oberflächen sowie matte Oberflächen sind sehr häufig anzutreffen da hierfür jeweils ein

Fertigungsverfahren zugrunde liegt. Es ist jedoch sehr schwierig, Oberflächen herzustellen, die in ihrer

Oberflächengestalt 3. Ordnung glänzend und in ihrer Oberflächengestalt 2. Ordnung rauh sind oder in ihrer Oberflächengestalt 2. Ordnung glatt und in ihrer

Oberflächengestalt 3. Ordnung rauh sind. Technisch ist beispielsweise ein„Seidenglanz" nur sehr schwierig herstellbar.

Dieser ist durch einen Glanz der Oberflächengestalt 3. Ordnung bei gleichzeitiger Rauhigkeit der Oberflächengestalt 2. Ordnung charakterisiert.

Der erfindungsgemäße Vorteil der Verfahrenskombination aus zerspanender Bearbeitung, insbesondere durch Diamant-Breitschlichtbearbeitung und

Laserbearbeitung liegt darin, die Oberflächengestalt 2. oder 3. Ordnung gezielt zu beeinflussen ohne einer Beeinflussung der jeweils anderen Ordnungen. So kann beispielsweise ein Seidenglanz erzeugt werden und der Reflexionsgrad und weitere geometrische, optische und haptische Eigenschaften durch die Anordnung und Form des Lasermusters sowie durch die Flächendichte, Tiefe und weiterer Parameter des Lasermusters gezielt gesteuert werden.

Beispielsweise gibt es in optischen Geräten im Inneren eines Fernrohrtubus die Anforderung, wenig Licht zu reflektieren wozu eine rauhe, nicht reflektierende

Oberfläche dienlich ist. Auf allgemeinen Werkstücken mit optischen Anforderungen werden Oberflächen hinsichtlich ihrer optischen Eigenschaften häufig gezielt beeinflusst. Es werden glänzende aber auch matte Oberflächen angestrebt. Auch in Licht emittierenden Geräten sollen sowohl Oberflächen eingesetzt werden, die gezielt Licht reflektieren und dafür einen hohen Reflexionsgrad aufweisen als auch Oberflächen, welche gezielt nicht reflektieren sollen und dafür einen entsprechend geringen Reflexionsgrad aufweisen sollen. Somit können optische Komponenten in Scheinwerfern Licht gezielt bündeln wobei im Strahlengang

entstehendes Streulicht absorbiert wird und so eine definierte Hell-Dunkel-Grenze des ausgeleuchteten Bereiches entsteht. Dies ist insbesondere für das Abblendlicht von Autoscheinwerfern eine wichtige Anforderung. Die Straße soll ausgeleuchtet werden und der Gegenverkehr soll nicht geblendet werden was durch speziell geformte Reflektoren oder Strahlenblenden erreicht wird.

Die Anmelderin behält sich vor, auf diese Anwendungen eigene Ansprüche zu richten.

Offenbart ist ein Verfahren zum Bearbeiten einer Werkstückoberfläche, bei der eine Oberflächengestalt 1 . Ordnung durch ein erstes Fertigungsverfahren,

beispielsweise eine zerspanende Bearbeitung ausgebildet wird. Die sich dabei einstellenden Oberflächengestalten 2. und/oder 3. Ordnung werden dann über eine Laserbearbeitung verändert, wobei die Oberflächengestalt 1 . Ordnung im Wesentlichen unverändert bleibt. Auf diese Weise ist es möglich, die Oberflächengestalt 1 . Ordnung im Wesentlichen unabhängig von der Oberflächengestalt 3. Ordnung und/oder der Oberflächengestalt 2. Ordnung auszubilden und so den Reflexionsgrad einzustellen.