Die Laser-Technologie für die Restaurierung von Denkmälern hat ihren Ursprung in den 1970er Jahren des 20. Jahrhunderts und wird bis heute mit der punktuellen Reinigung von Flecken mit einem Durchmesser von wenigen Millimetern in Verbindung gebracht. Die letzten Jahre schneller technologischer Entwicklung haben es teilweise ermöglicht, den Prozess der Schichtenentfernung zu automatisieren und seine Unvollkommenheiten zu beseitigen, aber auch die Größe der Geräte zu reduzieren. Dadurch entstanden mobile, manuelle Reinigungssysteme, die eine hohe Qualität der gereinigten Oberfläche gewährleisten und bisher unerreichte Effizienz erzielen. Die Hauptvorteile der aktuellen Lösungen liegen in der automatisierten Reinigung von Flächen mit Abmessungen von bis zu mehreren Zentimetern in Breite und Höhe.
Jedes dieser Geräte basiert auf dem Prozess der Laserablation, bei dem ein stark konzentrierter, aber sehr kurzer Laserimpuls erzeugt wird, um Verunreinigungen von der Oberfläche des gereinigten Objekts in den gasförmigen Zustand zu verdampfen.
Der Kern des gesamten Denkmalreinigungsprozesses besteht darin, die richtige Lichtwellenlänge und die Parameter des Laserstrahls sowohl für die gereinigte Oberfläche als auch für die entfernten Verschmutzungen auszuwählen. Dies ist eine große Herausforderung für Personen, die ihre Erfahrung mit Lasern beginnen. Auf dem Markt gibt es eine zunehmende Auswahl an Geräten, die unter Begriffen wie "Laserreinigung" oder "Laserablation" zu finden sind. Der überwiegende Teil davon sind industrielle Geräte, die nur mit Metalloberflächen arbeiten können. Diese Ausrüstung kann für Denkmäler gefährlich sein (trotz der Bezeichnung dieser Technologie als nicht invasiv), und das Ergebnis dieses Prozesses liegt sowohl in den Händen des Bedieners als auch des Geräts.
Moderne Laserquellen ermöglichen die Schaffung sehr universeller Reinigungsgeräte, deren Parameterbereich die Reinigung nahezu jeder Oberfläche von Denkmälern ermöglicht. Dies ist jedoch ohne zusätzliche Lösungen nicht möglich, die gleichzeitig auf der Ebene der Vorbereitung der Laserimpulsenergieverteilung, der Automatisierung ihrer Bewegung in den X- und Y-Achsen sowie der Kalibrierung mit entsprechender Software angewendet werden. Um die erforderliche Qualität in der Denkmalpflegebranche zu erreichen, ist eine Korrelation der Betriebserfahrung des Bedieners mit den neuesten technologischen Lösungen unerlässlich.
Einer der ersten Schritte zur Automatisierung war die Verwendung eines galvanometrischen 1D-Scanners in der X-Achse. Diese Lösung ermöglicht die automatische Bewegung des Laserpunktes entlang einer Achse (links/rechts). Das Ergebnis dieser Lösung ist die Möglichkeit der "Linienreinigung". Es wurde jedoch festgestellt, dass gleichzeitig der sogenannte Überreinigungseffekt an den Rändern des Scans entsteht. Dies ergibt sich aus der Arbeitsweise des Scanners, der den Laserpunkt am Ende des Arbeitsfeldes abbremsen und seine Bewegung in die andere Richtung beginnen muss. Das Abbremsen des Laserpunkts an den Rändern des Scans führt zu einer längeren Exposition der Oberfläche gegenüber seiner Wirkung im Vergleich zur gesamten Scanbreite. Dies führt zu einer Überreinigung der Scanränder und sichtbaren Spuren auf der gereinigten Oberfläche.
Dies ist jedoch nicht das einzige Problem bei der Anwendung von 1D-Scannern in der Konservierung. Um das Arbeitsfeld in der X- und Y-Achse zu reinigen, muss der Scanner manuell in der Y-Achse (oben/unten) bewegt werden. Dies führt nicht nur zu einem ähnlichen Problem ungleichmäßiger Exposition der Oberfläche gegenüber der Laserwirkung und der Reinigung der gesamten Arbeitsfläche. Zu langes Halten des Lasers an einer Stelle birgt das Risiko einer Oberflächenschädigung. Je nach Material kann sich die Degradation auf unterschiedliche Weise manifestieren, z. B. wird das Gesicht roter Ziegel grau, Sandstein kann sichtbare Vertiefungen aufweisen und Holz kann verbrannt werden.
Die Verwendung eines zweiten galvanometrischen Motors im Laserkopf ermöglichte die Erstellung eines Scanners, der in den X- und Y-Achsen arbeitet. Dadurch wurde die Auswirkung der Handbewegung des Bedieners erheblich reduziert, das Risiko von Materialbeschädigungen verringert und die Gleichmäßigkeit und Ästhetik der Reinigungswirkung verbessert. Abhängig von der verwendeten Linse können Scanner dieses Typs automatisch Oberflächen bis zu 18 × 18 cm reinigen. Es reicht aus, die Strahlungsabgabe-Taste zu drücken und den Kopf des Geräts ruhig zu halten.
Ein solcher Scan gewährleistet die höchste Reinigungseffizienz und eine gleichmäßige Abdeckung der Oberfläche, aber trotz einer erheblichen Verbesserung der Oberflächensicherheit und -qualität besteht weiterhin das Problem der Überreinigung. Die Lösung dieses Problems stellte sich als schwieriger heraus als erwartet. Daher begannen einige Hersteller, weniger effiziente Scans in Form von Kreisbahnen, Sinuskurven oder ähnlichen zu verwenden. Ihre Geometrie (z. B. Kreis) ermöglicht eine gleichmäßige Bewegung des Punktes mit konstanter Geschwindigkeit ohne Abbremsen in bestimmten Bereichen. Bei dieser Lösung verschwand der Effekt der Überreinigung, aber Probleme mit der ungleichmäßigen Oberflächenabdeckung und der Möglichkeit von Beschädigungen traten wieder auf.
Einige wenige Hersteller von Reinigungsgeräten konnten 2D-Scanner nahezu perfektionieren. Geräte mit einem solchen Scan zeichnen sich durch erhebliche Reinigungseffizienzen aus, die sie erfolgreich sowohl für die Reinigung von Skulpturen oder Eingangsportalen als auch für großflächige Arbeiten wie Fassaden verwenden können.
Der Prozess der Laser-Restaurierung von Denkmälern erfüllte schon immer höchste Qualitätsstandards, war aber noch nie so effizient und so leicht zugänglich. Von Jahr zu Jahr sehen wir einen immer größeren Fortschritt in der Technologie und investieren in die neuesten Lösungen. Wir sind überzeugt, dass der Markt für Laserreinigung neu entsteht und dass dies eine zukunftsweisende Methode zur Entfernung von Ablagerungen in der Denkmalpflege ist.