Mikrobearbeitung mit dem Laser

Die Laserbearbeitungsstation ›GL.compact II‹ von GFH bietet trotz ihrer geringen Aufstellfläche eine hohe Bearbeitungsvielfalt.

21. Juni 2019
Mikrobearbeitung mit dem Laser
Die neue Laseranlage ist präzise in der Bearbeitung, universell einsetzbar und hat eine Automatisierungsfunktion für die Serienproduktion. (Bild: GFH)

Das Ziel bei der Entwicklung der neuen Laseranlage waren neben hoher Präzision in der Bearbeitung universelle Aufstellmöglichkeiten und eine Automatisierungsfunktion für die Serienproduktion. Die Maschine ist vielseitig einsetzbar und deckt das breite Spektrum der Laserbearbeitung ab – vom Feinschneiden und Abtragen bis zum Laserdrehen.

Ein weiteres Ziel war, mit der Anlage eine höhere Fertigungstiefe im Unternehmen zu erreichen. Dank dem flexiblen Einsatzbereich, der langzeitstabilen Genauigkeit sowie der kleinen Aufstellfläche amortisiert sich die Anlage schnell.

Erweiterte Ausstattung

Die GL.compact II wurde für die Fünf-Achs-Simultanbearbeitung konzipiert. »Wir haben die Simultanbearbeitung auf fünf Achsen verbessert«, erläutert Anton Pauli, Geschäftsführer von GFH. Hochpräzisionsführungen sorgen für eine große Wiederholgenauigkeit auf allen Achsen. Der ausschließliche Einsatz von direkten Linearmotoren hat einen positiven Effekt für die Verfahrgenauigkeit. Dadurch wird eine Wiederholgenauigkeit von einem Mikrometer in X-, Y- und Z-Richtung realisiert.

Für die Präzision bei einer mehrachsigen Bearbeitung spielt auch die Winkelgenauigkeit eine entscheidende Rolle. Mit einem neuen Achskonzept wurde diese optimiert. »Auf diese Weise konnten wir sowohl beim Nicken als auch beim Gieren den Winkelfehler im Vergleich zum Vorgängermodell reduzieren«, so Pauli.

Um diese Genauigkeit auch auf lange Sicht zu garantieren, hat GFH für die GL.compact II ein neues Kühlkonzept realisiert. Die Maschinenbasis und die Schlitten der Linearachsen werden aus Granit gefertigt, was die Kerntemperatur während der Bearbeitung stabil hält. Alle Wärmequellen in der Maschine werden mit Wasser gekühlt. Dadurch bleibt das Temperaturniveau ab dem Zeitpunkt des Einschaltens konstant. Mit diesem Konzept stellt die Maschine ein langzeitstabiles Bearbeitungsergebnis vom Prototyp bis in die Serienproduktion sicher.

Kompakte Konstruktion

Der Aufstellplan der Maschine ist frei wählbar. Die Anlage hat dank der kompakten Bauweise auf einer Fläche von 2.100 mal 1.600 Millimetern Platz. Eine Vielzahl optionaler, auswechselbarer Module runden das Maschinenkonzept ab. »Hierbei setzen wir konsequent auf die Vorteile einer Hirth-Verzahnung, um die Umrüstzeiten so kurz wie möglich zu halten«, erklärt Pauli. »Aufgrund einer Wechselgenauigkeit von weniger als zwei Mikrometern wird eine Requalifikation bestehender Produktionsprozesse überflüssig.«

So können beispielsweise Fest- oder Scanner-Optiken installiert werden, die mit marktüblichen UKP-Laserquellen kompatibel sind. Das Kameramodul ›GL.vision‹ ermöglicht wiederum die genaue Positionierung des Bauteils unter dem Laser inklusive der optischen Vermessung in der Auflösung eines Mikroskops. »Hierbei haben wir den Offset vom Messinstrument zur Bearbeitungsfläche verkleinert, wodurch sich auf der Kompaktanlage auch längere Bauteile bearbeiten lassen«, so Pauli. Die Bearbeitungsstation kann je nach Optik und Aufspannung Bauteile mit einer Länge bis 200 Millimeter fünfachsig bearbeiten. Über eine Roboterzugangstür oder ein Schnellwechselsystem können Bauteile in Sekunden gewechselt werden.

Optimale Zugänglichkeit

Auch Design und Ergonomie wurden bei der Entwicklung berücksichtigt. Bearbeitungstüren an allen Maschinenseiten ermöglichen beispielsweise eine optimale Zugänglichkeit. Daneben bietet ein umfangreiches Bedienkonzept Anwenderfreundlichkeit. Optional kann zur Maschine auch der ergonomische Bedienwagen konfiguriert werden. Dieser wurde mit einer elektrisch höhenverstellbaren Teleskophubsäule ausgestattet, die sich per Knopfdruck der Größe des Bedieners anpassen lässt.

Vorgestellt wird die Lasermikrobearbeitungsanlage GL.compact II erstmals auf der Laser World of Photonics in München.