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Laser cleaning

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Im Zuge des technologischen Fortschritts auf dem Gebiet der Lasertechnik der letzten Jahre – kompaktere Bauweise und größere Zuverlässigkeit – haben Laser mittlerweile das Labor verlassen und neue interessante Anwendungen in Handwerk und Industrie  erschlossen. Ein Beispiel dafür ist die Reinigung mit gepulsten Gütegeschalteten Nd:YAG Lasern. Treibende Kraft für die Entwicklung der Laserreinigung war der Wunsch, wertvolle Skulpturen und Denkmäler möglichst schonend und ohne Substanzverlust zu restaurieren. Inzwischen ist das Verfahren in der Denkmalpflege gut etabliert, und es sind weitere Anwendungen aus dem Bereich der technischen Reinigung hinzugekommen.

Die entscheidende Eigenschaft, die einen Laser für Reinigungsaufgaben interessant macht, ist die kurze Dauer seiner Lichtpulse. Daher werden gepulste Nd:YAG Laser mit Pulsdauern von  weniger als 10 ns eingesetzt. Während Dauerstrichlaser die bestrahlten Objekte aufheizen, deponieren gütegeschaltete Laser ihre Energie in so kurzer Zeit,daß an der bestrahlten  Oberfläche ein  Plasma entsteht, das sich mit hoher Geschwindigkeit von der Oberfläche weg in Richtung  des Laserstrahles ausbreitet. Dabei ist die Übertragung von Wärme auf darunterliegende Schichten minimal, da thermische Prozesse im Vergleich sehr langsam ablaufen. Aufgrund der raschen Expansion des Plasmas entsteht eine Druckwelle die zum Abplatzen der aufliegenden Schmutz- oder Deckschichten führt. Dieser Effekt ist auch hörbar. Im Idealfall unterscheiden sich die Absorpsionseigenschaften der abzutragenden Schicht (dunkel, große Absorption) von denen des Objekts (hell, metallisch , reflektierend oder transparent). Unter diesen Voraussetzungen stoppt der Reinigungsprozess auf dem Objekt selbst, sobald die absorbierende Schicht abgetragen ist. Beispiele sind helle Kalk und Sandsteine.

 


Die ersten bedeutenden Anwendungsbeispiele erfolgreicher Laserreinigung stammen von der Kathedrale von Amiens in Frankreich. Hier sind mehrere Laser seit Jahren im Einsatz um die reich verzierten Portale zu reinigen. Weitere erfolgreiche Restaurierungen wurden mit Lasern an den Kathedralen Rouen, Lille und Notre Dame in Paris ausgeführt.

In Dresden wurde eine Figurengruppe aus dem großen Garten mit dem Laser gereinigt. Weitere Laserreinigungsarbeiten sind an Marmorfiguren in Potsdam Sancouci und an der Zitadelle in Jülich im Gange. Neben der Steinreinigung hat sich auch die Reinigung von Holz, Gewebe, Elfenbein, Papier, Gold und Bronze als sehr interessant herausgestellt.