Aktuell / 16.02.2012

Drehbank mit Laser

Werkzeugrevolver mit Laserstrahlwerkzeugen für die Oberflächenbearbeitung © Fraunhofer IPT
Mit dem Laser werden Bauteile direkt in der Drehmaschine gehärtet © Fraunhofer IPT

Mit einem neuen Werkzeugsystem können Werkstücke direkt in der Drehmaschine gehärtet werden. Durch einen integrierten Laser können kürzere Durchlaufzeiten und eine höhere Flexibilität in der Drehbearbeitung erreicht werden. Das System wurde vom Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT und der A. Monforts Werkzeugmaschinen GmbH & Co. KG realisiert.

Drehen und Härten in einer Aufspannung – Laser machen es möglich

Das Besondere an dem neuen Werkzeugsystem ist der integrierte fasergekoppelte Laser. Der Werkzeugrevolver  enthält nun nicht mehr nur die konventionellen Drehwerkzeuge, sondern auch Laserstrahlwerkzeuge für unterschiedliche Bearbeitungsaufgaben. Prozessschritte wie Härten, Umschmelzen, Legieren oder Auftragschweißen, die mit dem Laser ausgeführt werden, lassen sich damit flexibel in die Fertigungsabläufe einbinden.
Der Laserstrahl wird außerhalb des Bearbeitungsraums erzeugt und über einen Lichtleiter in den Werkzeugrevolver der Drehmaschine geführt. Das System kann nachträglich in konventionelle Drehmaschinen integriert werden und lässt sich selbst ohne Fachkenntnisse der Lasertechnik bedienen.
Die Vorteile des neuen Werkzeugsystems: Rüst-, Transport- und Liegezeiten entfallen, weil die bislang getrennten Arbeitsschritte Drehen, Härten und Hartdrehen in einem einzigen automatisierten Fertigungsablauf in derselben Aufspannung erfolgen. Das verkürzt die Durchlaufzeiten. Außerdem erhöht es die Flexibilität des Anwenders, der nicht mehr auf externe Dienstleister für die Laserbearbeitung angewiesen ist.

Mit Laserunterstützung keramische Werkstücke direkt drehen

Eine weitere Anwendung des Systems ist die Fertigung geometrisch komplexer Bauteile aus Siliziumnitrid-Keramik durch laserunterstütztes Drehen. Dabei wird das Werkstück vor dem Eingriff der Werkzeugschneide durch den integrierten Laser lokal erwärmt und damit die Festigkeit des Werkstoffs reduziert. So gelingt es nun, auch größere Stückzahlen geometrisch komplexer Bauteile ausgehend von standardisiertem Stangenmaterial als Halbzeug komplett zu bearbeiten.

Verknüpfte Projekte

  • In Zukunft könnten mit neuartigen, so genannten HSD-Stählen (High Strength and Ductility) Kfz-Bauteile hergestellt werden, die bei gleichen Leistungsdaten weniger wiegen als entsprechende Aluminium- Komponenten. ... mehr