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Lasern statt Senkerodieren

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Lasern statt Senkerodieren

Das Abtragen von Material mit dem Laser hat den Weg in die praktische Anwendung gefunden. In Kombination mit einer CNC-Fräsmaschine lässt sich zum Beispiel das Senk-erodieren substituieren – auch bei nicht leitenden Materialien. Der Fertigungsprozess verkürzt sich auf diese Weise ganz gravierend.

Schon mit der zur EMO 1989 vorgestellten „Lasercav“ wollte Maho Material mit dem Laser abtragen. Heute ist das niemals stumpf werdende Werkzeug Laser einsatzbereit. Es nennt sich jetzt „Lasertec“ und steht in direkter Konkurrenz zum Senkerodieren. Gefertigt wird dieses Maschinensystem, nach einigen Umwegen in der Vergangenheit, am Geburtsort Pfronten. Geschäftsführer der Deckel Maho GmbH in Pfronten Dipl.-Ing. Wilfried Friedrich meint dazu: „Das Lasercav, wie es damals, vor mehr als 10 Jahren aus der Taufe gehoben wurde, hatte noch einen CO²-Laser. Das hat sich bis heute total gewandelt, denn wir arbeiten nicht nur mit einem Q-Switch-YAG-Laser, sondern auch mit deutlich niedrigerer Leistung, derzeit 100 Watt. Wurde damals das Material aufgeschmolzen und in Tröpfchenform abgesaugt, so verdampfen wir heute das Material und können die entstehenden Dämpfe problemlos absaugen.“

Erzielt werden heute schon Qualitäten, die denen des Senkerodierens entsprechen. Damit könne man allein von der Qualität her dieses deutlich aufwendigere und langsamere Verfahren der Erstellung von Kavitäten ersetzen. „Es bietet sich an, in nur einer Maschine sowohl mit dem Fräser als auch mit dem Laser in nur einer Aufspannung das Werkstück fertig zu bearbeiten“, erläutert Friedrich. „Aber auch der andere Weg ist gangbar. Man fräst auf der einen Maschine vor und arbeitet dann auf einer weiteren nur die filigranen Konturen, die durch Fräsen nicht mehr erzielbar sind, mit dem Laser heraus.“
Die Kostenrechnung fällt sehr positiv aus
So weit so gut und auch plausibel, doch ist die angezielte Klientel der Werkzeug- und Formenbauer höchst konservativ und schreckt als potentieller Anwender oft vor dem „neumodischen Kram“, als den sie den Laser ansieht, zurück. Hier muss stark inden Kosten differenziert werden. Wer meint, hier nur teuere Technologie einzukaufen, der irrt.
Zum einen kostet eine Lasermaschine in der Grundausstattung ab 270 000 Mark. Das sind etwa 2/3 des Investitionswertes, den eine vergleichbare Senkerodiermaschine darstellt. Dazu arbeitet die „Lasertec“ ohne lästiges Elektrolyt. Außerdem ist der Laser deutlich schneller mit der Arbeit fertig, als dies beim Senkerodieren der Fall ist, da zum Laserabtrag keine Elektroden angefertigt werden müssen.
Das allein schon sollte dazu veranlassen, sich diese Technologie einmal näher anzuschauen.
Doch kommen noch mehr Pluspunkte hinzu. Was beim Erodieren nicht möglich ist, der Laser kann in eine CNC-Fräsmaschine integriert werden. Und dann entsteht in einer Aufspannung gleich das fertige Werkstück. Eine so kombinierte Maschine kostet zwar ab 450 000 Mark, doch rechnet man zwei Maschinen, eine zum Vorfräsen und Elektrodenfräsen sowie eine zum Senkerodieren, dann erklärt sich der Vorteil von selbst. Außerdem – und das ist für kleine Betriebe, die meist unter Platzproblemen leiden, wichtig – ist nur die Stellfläche für eine Maschine erforderlich. Hinzu kommt, dass ein Schwachpunkt, an dem diese „Laser-Technologie“ bislang krankte, mittlerweile ausgemerzt wurde. So bereitete es große Probleme, steile Flanken mit 90°-Winkel zu lasern. Die neueste Entwicklung macht das jedoch möglich. Und spätestens im kommenden Jahr will man bei Deckel Maho so weit sein, auch Hinterschnitte mit dem Laser bearbeiten zu können. Übrigens spielt hier das nicht abstumpfende „Werkzeug“ Laser einen weiteren Trumpf aus: Die Kanten werden spürbar schärfer und nahezu ohne Übergangsradius herausgearbeitet.
Zudem prädestiniert dieses immer scharfe „Werkzeug Laser“ die Maschine dazu, in unbemannten Schichten problemlos durchzuarbeiten.
Mittlerweile sind diese Maschinen im Markt erprobt, es sollen nach Firmenangaben noch in diesem Jahr 40 Maschinen ausgeliefert werden
Allerdings lohnt es sich genau wie beim Senkerodieren nicht, mit dem Laser viel Material abtragen zu wollen. Was sich fräsen lässt, ist sicher viel schneller abgetragen. Und hier zeigt sich dann die Stärke der Fräs-Laser-Kombination, bedarfsweise mit dem Laser nachzuarbeiten, ohne das Werkstück umzuspannen, neu zu vermessen und mit eigens gefertigten Elektroden weiter zu bearbeiten.
Qualitätsverbesserung und Hinterschnittbearbeitung
Es scheint also, die „Lasertec“ hat nicht nur das Zeug dazu, das Senkerodieren in weiten Bereichen zu substituieren oder zumindest sinnvoll zu ergänzen, sie bietet sogar eine Erweiterung des Bearbeitungsbereiches. Was dem Erodieren vorenthalten bleibt, das schafft der Laser etwa in Keramik und anderen nichtleitenden Materialien. „Eine unserer Maschinen geht sogar zu einem Kunden, der damit ausschließlich Keramik bearbeiten will“, erzählt der Geschäftsführer. Nicht nur an der Möglichkeit, Hinterschnitte zu erzeugen, arbeiten die Entwickler weiter. „Wir wollen den Erodierbereich noch stärker angehen“, bekräftigt Wilfried Friedrich zum Schluss. „Wir werden die erzielbaren Genauigkeiten in den 10-µm-Bereich und die erzielbaren Oberflächengüten weiter verbessern. Dazu wollen wir neue Anwendungsgebiete etwa in der Mikrotechnik eröffnen und noch andere Materialien aus dem nichtmetallischen Bereich bearbeiten.
Zwar wird bereits der Einsatz eines 200-Watt-Lasers erprobt, aber an stärkere Abtragsleistungen ist vordergründig dabei nicht gedacht.“
– mav 211
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