Remote-Laserschneiden für kleine Stückzahlen

Fokus/Laser

Das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT, Aachen, hat ein flexibles Anlagenkonzept für Laserprozesse zum Schneiden, Schweißen, Strukturieren oder Beschriften entwickelt.

07. Dezember 2010

Die Forscher vom Fraunhofer ILT, Aachen haben wieder einmal tief in ihre Kompetenzkiste gegriffen und präsentieren eine Laseranlage, die in Sekundenschnelle Stahlbleche mit einer Dicke von 0,2 mm schneidet.

Ausgerüstet mit einem 1-kW-Singlemode-Faserlaser und einem Spiegelscanner ermöglicht diese clevere Anlage die Bearbeitung von Bauteilen im Millimeter-Bereich mit Taktzeiten von wenigen 100 ms. Ermöglicht wird diese besonders kurze Prozesszeit durch den Verzicht auf träge mechanische Bewegungsachsen.

Die Strahlbewegung erfolgt durch Spiegel mit hochdynamischen Galvanometer-Antrieben. Mit geeigneten optischen Systemen werden Schnittfugen von 20 µm erreicht, sodass auch Präzisionsteile wie Stator-Bleche für Elektromotoren mit hoher Geschwindigkeit und Genauigkeit bearbeitet werden können.

Besonders für die Herstellung von Prototypen und für Kleinserien ist das Remote-Laserstrahl-Feinschneiden wirtschaftlich interessant, denn es bietet gegenüber konventionellen Verfahren wie dem Fräsen oder Stanzen eine größtmögliche Flexibilität und Gestaltungsfreiheit hinsichtlich der Bauteilgeometrie. Aufwendige Werkzeugänderungen sind nicht erforderlich.

Lasern statt stanzen

Dies wird am Beispiel von kombinierten Stanz-Biege-Prozessen deutlich. Für diese ist zunächst eine iterative Abstimmung der Stanzgeometrie auf den Biegeprozess notwendig. Bei gängigen Herstellungsverfahren verursacht die Fertigung und Anpassung der Stanzwerkzeuge hohe Kosten und lange Wartezeiten. Das Remote-Laserschneiden bietet hier den Vorteil, dass sich die Bauteilgeometrie innerhalb kürzester Zeit und praktisch ohne Aufwand optimieren lässt, bis die gewünschte Form erreicht ist.

Im Gegensatz zu konventionellen Stanzanlagen ist die Laseranlage zudem sofort einsatzbereit, lange Vorlaufzeiten entfallen. So ermöglicht das Remote-Laserschneiden die Verkürzung der Entwicklungszeiten und die Flexibilisierung der Prozesse bei gleichzeitiger Kostenoptimierung. Über eine Kombination vordefinierter Module sind die Aachener Forscher in der Lage, eine auf den jeweiligen Prozess abgestimmte Anlage aufzubauen. Dazu wird ein geeignetes optisches System mit passender Laserstrahlquelle in ein Maschinengehäuse integriert und gegebenenfalls um zusätzliche Sensorik oder eine Spannvorrichtung ergänzt. Die Anlage lässt sich zum Beschriften, Kunststoffschweißen, Mikrostrukturieren, Remote-Laserschneiden und Metallschweißen einsetzen.

Axel Bauer

Erschienen in Ausgabe: 06/2010