Laserreinigung: wie ein Laser Verunreinigungen abträgt

Bei hoher Leistungsdichte sorgt gepulste Laserstrahlung für eine so starke Erhitzung der Oberfläche, dass das Material abrupt verdampft und sich ein Plasma bildet. Diesen Vorgang bezeichnen Fachleute als Laserablation oder Laserverdampfen. Unterhalb der Ablationsschwelle, einer Mindest-Energiedichte, bleibt der Abtrag vollständig aus; wird sie überschritten, nimmt die Abtragsrate erheblich zu.

Bei sehr hohen Leistungsdichten deckt das Plasma die Oberfläche zum Teil ab. Dadurch nimmt der Abtrag mit steigender Energiedichte nur noch annähernd linear zu.

Verschiedene Materialien benötigen unterschiedliche Leistungsdichten, damit der Abtrag einsetzt. So können Verunreinigungen oder Farbschichten gezielt abgetragen werden, während die darunterliegenden Schichten unbeschädigt bleiben. In der Restaurierung macht man sich das zunutze.

Schonend arbeitet das Verfahren durch die starke Erhitzung allein der obersten Schicht von etwa einem Mikrometer Dicke; als Ganzes bleibt das Werkstück kalt. Gepulste Laser begrenzen dabei die thermische Belastung der Umgebung. Mit den Möglichkeiten und Grenzen bei der Laser­reinigung von Natursteinoberflächen befasst sich die Fachliteratur der Denkmalpflege.

Mit gepulsten Lasern lassen sich insbesondere dunkle Krusten auf hellem Marmor, Kalkstein und Sandstein abtragen: Die dunkle Schicht absorbiert die Energie, während der helle Stein sie reflektiert. Dabei kann auf hellem Stein eine leichte Gelbfärbung zurückbleiben; bei farbigen Steinen sind Verfärbungen möglich. Weil die Flächenleistung deutlich unter einem Quadratmeter je Stunde bleibt, ist das Verfahren entsprechend kostspielig.

Auf Laser­reinigung verzichten wir: Bei großen Flächen ist ihr Fortschritt sehr langsam, Unkraut lässt sich damit nicht entfernen. Vorbehalten bleibt sie Restauratoren, die an Kunstwerken und Denkmälern arbeiten.