Ein niederbayrisches Unternehmen möchte den Drehmeißel durch einen berührungslosen Laser ersetzen. Wie kann das funktionieren?
Viele Branchen, beispielsweise der Medizintechnik, benötigen immer kleinere rotationssymmetrische Bauteile. Mit konventionellen Technologien stoßen Industrieunternehmen bei der Fertigung an ihre Grenzen. Auftretende Zerspankräfte wirken sowohl auf das Bauteil als auch auf das Einsatzwerkzeug. Aufgrund deren geringen Größen sind ein übermäßiger Verschleiß des Werkzeugs und ein hoher Ausschuss bei der Fertigung die Folge.
Einen völlig neuen Ansatz verfolgt für solche Fertigungsprozesse die GFH GmbH. Sie bietet mit ihrer universellen Lasermikrobearbeitungsanlage GL.smart die Möglichkeit der Dreh-Schleifbearbeitung mit Laser. „Sie ist als Doppelspindler in Kurz- und/oder Langdrehbauform erhältlich, wahlweise mit einer Dreh-Schwenkeinheit als Gegenspindel. Damit sind der Komplexität der Bauteile keine Grenzen gesetzt und sogar eine stirnseitige Endenbearbeitung wird ermöglicht“, erklärt CEO Florian Lendner.
Rotationssymmetrische Präzisionsbauteile
Neben der reinen Dreh- und Schleifbearbeitung ist die Maschine auch in der Lage Bohr-, Schneid- und Gravur-Operationen durchzuführen – ganz ohne Umbauarbeiten. Dadurch wird sie zu einem Allroundtalent für rotationssymmetrische Präzisionsbauteile. Ein wesentlicher Faktor ist die hohe Geschwindigkeit bei absoluter Präzision. Die luftgelagerte Hauptspindel wird hierfür innerhalb von 0,4 Sekunden auf bis zu 3.500 U/min beschleunigt. Radiale und axiale Rundläufe im Nanometerbereich ermöglichen die Fertigung mit Schleiftoleranzen. Ein kraftgeregeltes Zug-Spannzangensystem mit Taumelkorrektur und automatischen Stangenvorschub stellt die Schnittstelle zum Bauteil dar.
Die GL.smart ist 2.212 mm x 1.026 mm x 2.320 mm (L x B x H) groß. Eine schwarze Glasumhausung gewährt neben dem Schutz vor Laserstrahlung auch eine sichere und durch Testverfahren nachgewiesene Abschirmung vor auftretender Röntgenstrahlung.
Durch den Einsatz von Hochleistungslasern in Kombination mit einer Strahlteilung ist die gleichzeitige Bearbeitung auf zwei Stationen möglich, was gleichzeitig einen doppelten Output bedeutet. „Auf Wunsch kann die Maschine zudem mit einem Stangenlader als Beschickungseinheit ausgerüstet werden, so dass sie in Kombination mit einem integrierten Bauteil-Handling mittels Roboter ohne Einschränkung mannlos im 24/7-Betrieb eingesetzt werden kann“, erläutert Lendner. „Die Zuführung des Rohmaterials sowie die Entnahme der Fertigteile erfolgt ohne Unterbrechung der Produktion.“ Darüber hinaus werden SPC- und N.I.O.-Teile getrennt gehalten und ebenfalls über den Roboter unterbrechungsfrei ausgegeben.
Medizintechnik bis Uhrenindustrie
Die Einsatzbereiche der neuen GL.smart sind vielfältig. In der Medizintechnik dient sie zur Herstellung von Mikrowerkzeugen wie Pinzetten, Mikroschneiden oder Implantaten. Die Uhrenindustrie setzt die GL.smart zur Fertigung sogenannter Pivots ein, die sie im Uhrwerk verbauen.
Ein Vorteil der Laserbearbeitung liegt in den attraktiven Fertigungszeiten. Beim kombinierten Schrupp- und Schlicht-Verfahren mittels Ultrakurzpuls-Laser wird im ersten Schritt durch das Schruppen mit hohem Energieeintrag möglichst viel Material abgetragen. Für die Feinbearbeitung wird im Schlichtprozess mit weniger Energie die finale Qualität erreicht.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass dank der berührungslosen, verschleißfreien Bearbeitung auch kleinster Bauteile nahezu jedes Material verwendet werden kann.
„Das Laserdrehen ermöglicht insbesondere bei der Herstellung und Bearbeitung von Präzisionsteilen eine ungewöhnlich hohe Genauigkeit, sodass andere, aufwendigere Verfahren wie beispielsweise das konventionelle Schleifen oder Rollieren eingespart werden können“, so Lendner. „Durch den berührungslosen Abtrag bleibt das Werkstück während der gesamten Bearbeitungszeit kraft- und verformungsfrei. So kommt es auch bei sehr dünnen und filigranen Bauteilen nicht zu Genauigkeitsverlusten.“ Auf diese Weise können auch Teile mit großer Ausspannlänge einfach bearbeitet werden.
Steuerungssoftware
Über die ebenfalls von GFH entwickelte Software GL.control lassen sich die Anlagen programmieren und steuern. Dazu Lendner: „Das intuitive und einfache Bedienkonzept, die Integration der CAD-CAM-Funktionen sowie die vollständige Einbindung und Integration aller Subsysteme, wie dem Laser, Scanner oder Bohroptik vereinfachen dem Anwender die Bedienung der Maschine getreu dem Motto ‚Nur eine Software für alles‘.“ Die in die GL.smart integrierte Steuerung bietet Echtzeitzugriff für die Laseransteuerung, sodass der Laser bei voller Dynamik der Achsen auf 40 nm genau eingeschaltet werden kann.
1 Kommentar
Bin gespannt wie es funktioniert