In seiner Eigenschaft, Strukturen sowohl aufbauen als auch abtragen zu können, nimmt der Laser als Werkzeug eine besondere Stellung ein. In Schlüsselbranchen wie der Automobilindustrie, der Luftfahrt, der Medizintechnik oder dem Werkzeug- und Formenbau haben sich additive Fertigungsverfahren und Lasertexturierung als Ergänzungstechnologien zur Zerspanung bereits etabliert. Grund genug für große Player im Werkzeugmaschinenbereich, auf den Zug aufzuspringen.
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Seit vor 55 Jahren der erste Laser sein Licht in die Welt schickte, hat sich diese Technologie in der Fertigungsindustrie vielfältige Anwendungsfelder erschlossen. Gerade in der Metallbearbeitung ist der Laser zu einem unverzichtbaren Werkzeug geworden. Und die Zeichen stehen auf Wachstum: Nach Zahlen des Schweizer Marktforschungsunternehmens Optech Consulting hat der Weltmarkt für Lasersysteme zur Metallbearbeitung im vergangenen Jahr um 8 Prozent auf 8,6 Milliarden Euro zugelegt. Besonders gefragt waren Systeme zur Hochleistungs- und Feinbearbeitung, zu denen neben dem Laserschneiden und -schweißen auch additive Fertigungsverfahren zählen.
Der 3D-Druck hat sich weltweit zu einem Hype-Thema entwickelt. In ihrem aktuellen Report beziffern die Analysten von Wohlers Associates den Weltmarkt für Produkte und Services im Bereich additive Fertigung 2014 auf 4,1 Milliarden US-Dollar – ein Plus von 35 Prozent im Vergleich zum Vorjahr und das stärkste Wachstum seit 18 Jahren.
Besonders groß ist das Interesse an Systemen zur additiven Herstellung von Metallteilen: 543 derartige Maschinen sind 2014 verkauft worden, im Vorjahr waren es lediglich 351. Neben dedizierten Lasersinteranlagen, die etwa zur Herstellung von Triebwerkskomponenten in der Luftfahrt, von Implantaten in der Medizin- und Dentaltechnik oder von konturnah gekühlten Formeinsätzen im Werkzeug- und Formenbau Verwendung finden, kommen auch zunehmend hybride Anlagen auf den Markt, die Lasersintern bzw. Laserauftragsschweißen und Fräsbearbeitung kombinieren – etwa zur Reparatur von Turbinenschaufeln.
Bedeutende Werkzeugmaschinenhersteller, von DMG Mori über Matsuura bis hin zu Mazak, haben die additive Fertigung als Ergänzungstechnologie zur Zerspanung für sich entdeckt und kommen mit Hybridmaschinen auf den Markt. Dass dabei auch Alternativen zum Lasereinsatz zielführend sein können, beweist Hermle mit seinem thermischen Spritzverfahren MPA für Metallpulver. Trumpf, mit der zur Jahrtausendwende vorgestellten Trumaform wohl seiner Zeit voraus, mischt ebenfalls mit und hat im vergangenen Jahr mit dem italienischen Laserhersteller Sisma ein Joint Venture für die generative Fertigung von Metallteilen vereinbart.
Entsprechend haben auch die einschlägigen Industrieverbände und Messeveranstalter das Thema aufgegriffen. So hat der VDW in Kooperation mit dem US-amerikanischen Pendant AMT den IAMA (International Additive Manufacturing Award) ins Leben gerufen. Der Verleihung des Preises – heuer erstmal vergeben an das texanische Unternehmen Hybrid Manufacturing – soll zu einem prominenten Programmpunkt der neu konzipierten Metav 2016 werden. „Die additive Fertigung hat das Potenzial, weite Teile der Fertigung umzukrempeln“, urteilt VDW-Geschäftsführer Dr. Wilfried Schäfer. Sie eröffne ganz neue Möglichkeiten zur Herstellung komplexer Teile auch in Serie und werde zudem immer häufiger mit klassischen Verfahren kombiniert.
Auch auf der neuen Stuttgarter Werkzeug- und Formenbaumesse Moulding Expo war die additive Technologie in Gestalt der Rapid Area des Kooperationspartners Messe Erfurt ein wichtiger Programmpunkt. Sinnvolle Einsatzgebiete sieht der Erfurter Messechef Wieland Kniffka in der Temperierung von Werkzeugen durch kavitätsnahe Kühl- und Heizkanäle. „Durch neue Verfahren ergeben sich enorme Potenziale für bislang nicht erreichtes Produktdesign und somit Gewichtsreduzierung sowie Funktionsintegration“, ergänzt Dr. Wolfgang Seeliger, Geschäftsführer Leichtbau BW GmbH.
Neue Möglichkeiten im Produktdesign
Doch nicht nur der aufbauende, sondern auch der abtragende Einsatz des Lasers bietet Potenzial. Maschinen zur Lasertexturierung gibt es erst seit wenigen Jahren, und doch haben sie bereits das Oberflächendesign von Automobilteilen und anderen Konsumprodukten gründlich umgekrempelt. Zwei große Werkzeugmaschinenhersteller wetteifern aktuell im Weltmarkt – und haben doch ganz unterschiedliche Strategien. Während GF Machining Solutions sich bislang ganz auf die Lasertexturierung konzentriert, hat DMG Mori insgesamt fünf Lasertec-Maschinen im Portfolio, die unterschiedliche auf- wie abtragende Laseranwendungen adressieren.
So vielseitig die Möglichkeiten des Lasers als Werkzeug auch sind, so begrenzt doch die Hitzeentwicklung am Eingriffspunkt die Genauigkeit der Bearbeitung. Abhilfe verspricht der Einsatz der neuen Ultrakurzpulslaser: Die „kalte Bearbeitung“ könnte dem Laser eine neue Dimension in der Präzisionsfertigung eröffnen.
Industrielle Lasertechnik auf Wachstumskurs
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