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maschine+werkzeug 06/2019

Absolut gratfrei bearbeiten

Laserbearbeitung

Hail-Tec aus Hohenstein fertigt mit Laserbearbeitungsmaschinen von DMG Mori Präzisionsteile für die Medizintechnik, den Automobilbau und andere anspruchsvolle Branchen.

Die ›Lasertec 50 Shape‹ bearbeitet Anwendungen, die zuvor oft nur im Erodierverfahren möglich waren. Bild: DMG Mori

Die ›Lasertec 50 Shape‹ bearbeitet Anwendungen, die zuvor oft nur im Erodierverfahren möglich waren. Bild: DMG Mori

Der in der ›Lasertec 50 Shape‹ integrierte Femtosekundenlaser erreiche bei den ultrakurzen Pulsen eine Spitzenleistung von über 100 Megawatt. »Mit einer billiardstel Sekunde ist eine Femtosekunde so kurz, dass selbst Licht in dieser Zeit lediglich 0,3 Mikrometer zurücklegt«, veranschaulicht Alexander Renz, Geschäftsführer von Hail-Tec, die Größenordnung der Zeitspanne. Zum Vergleich: »Vor 50 Jahren war das die maximale Leistung eines ganzen Kernkraftwerks«, so Alexander Renz. »Die langjährige Erfahrung im Werkzeugmaschinenbau und das Know-how in der Laserbearbeitung sind hier perfekt ineinander geflossen.«

Der kalte Laserabtrag erlaubt Genauigkeiten im Mikrometer-Bereich und hohe Oberflächengüten. Bild: DMG Mori

Der kalte Laserabtrag erlaubt Genauigkeiten im Mikrometer-Bereich und hohe Oberflächengüten. Bild: DMG Mori

Der Femtosekundenlaser in der ›Lasertec 50 Shape‹ schafft das, was Laserquellen im Piko- oder Nanosekundenbereich nicht schaffen. Die Elektronen des Werkstücks absorbieren die immense Energie des ultrakurzen Lichtimpulses und übertragen sie an die Atomrümpfe. Die Wärme wird dabei extrem präzise lokalisiert, sodass das Material in einer minimalen Zone verdampft – noch bevor sich das umgebene Material überhaupt erwärmen kann.

»Da es also keine Wärmeeinflusszonen gibt, wird das Werkstück nicht durch Hitze beeinträchtigt«, erklärt Alexander Renz. Somit gebe es auch keinerlei Schlackespritzer, Verunreinigungen oder Grate. »Nacharbeiten und Abreinigungen der abgetragenen Oberfläche werden auf ein Minimum reduziert und wir erreichen reproduzierbare Genauigkeiten von ± 1 Mikrometer.«

Mikrometergenau

Der kalte Laserabtrag mit ultrakurzen Pulsen erlaubt reproduzierbare Genauigkeiten im Mikrometer-Bereich und Oberflächengüten von Ra kleiner 0,1 Mikrometer. Darüber hinaus lassen sich auch Hartmetalle, Keramiken, Glas oder gar verchromte Kunststoffe bearbeiten. Bis zu sieben Grad steile Wandwinkel sind beim Einbringen von 3D-Formen möglich. »Zusammenfassend betrachtet können wir mit der ›Lasertec 50 Shape‹ viele Anwendungen durchführen, die zuvor nur im Erodierverfahren machbar waren«, bilanziert Alexander Renz. Dadurch spart Hail-Tec Zeit und Geld in der Elektrodenfertigung für das Senkerodieren. »Außerdem handelt es sich um eine kraftfreie und werkzeuglose Bearbeitung, wodurch wir immer gleiche Prozessgenauigkeiten und damit ein Höchstmaß an Wiederholgenauigkeit am Bauteil erzielen.«

Die ›Lasertec 50 Shape‹ verfügt über ein optisches Messsystem sowie einen 3D-Messtaster. Bild: DMG Mori

Die ›Lasertec 50 Shape‹ verfügt über ein optisches Messsystem sowie einen 3D-Messtaster. Bild: DMG Mori

Die ›Lasertec 50 Shape‹ und ihre enorme Präzision kann sich Hail-Tec auf ganz unterschiedliche Weise zunutze machen. So schreitet die Miniaturisierung in der Elektronik weiter voran. Dort werden zunehmend keramische Werkstoffe für Platinen eingesetzt. Gleiches gilt für haltbare Keramiken als aktive Werkzeugelemente. Ein weiteres Feld sieht Alexander Renz in der Laserbeschriftung mit ultrakurzen Pulsen: »Wir können beispielsweise Implantate oder Operationsbesteck präzise und korrosionsbeständig tiefschwarz markieren.« Mit diesem sogenannten ›Black Marking‹ könne er sein Leistungsspektrum für die Medizintechnik noch weiter ausbauen.

Maschinenexpertise

Bei der Entwicklung der ›Lasertec 50 Shape‹ hat DMG Mori seine langjährige Erfahrung im Werkzeugmaschinenbau umgesetzt. Eine extrem robuste und eigensteife Maschinenbasis sorgt für Stabilität und Genauigkeit bei der Bearbeitung von Werkstücken bis zu einem Durchmesser von 400 Millimeter mal 500 Millimeter und maximal 14 Kilogramm auf lediglich vier Quadratmetern Grundfläche. Dabei ermöglicht der NC-Schwenkrundtisch mit Torque-Motoren in der B- und C-Achse eine hochdynamische Fünf-Achs-Bearbeitung bei reproduzierbaren Genauigkeiten von ± 1 Mikrometer.

Zudem ist ein hochgenaues Nullpunkt-Spannsystem integriert und die Maschine verfügt über ein optisches Messsystem sowie einen 3D-Messtaster, der das Einrichten einfach und unkompliziert gestaltet. »Die Kalibrierung wird dabei durch Technologiezyklen von DMG Mori unterstützt«, ergänzt Alexander Renz. Die von Sauer entwickelte und anwenderfreundliche Software Lasersoft sei für ihn ebenfalls Grund für die Zusammenarbeit gewesen: »Softwaremodule wie das Auto Video Set-up erleichtern uns die Arbeit erheblich.« Ein weiteres Highlight ist der neue Highspeed Z-Shifter. Alexander Renz: »Damit erzielen wir bessere Werkstücke in kürzerer Zeit«.

Die hohe Präzision des Ultrakurzpuls-Laserabtragens hat Hail-Tec auch dazu veranlasst, in leistungsfähigere Messtechnik zu investieren. Dank des ebenfalls integrierten Nullpunkt-Spannsystems, können alle Werkstücke wiederholgenau aufgenommen und gemessen werden. »Sollte eine Korrektur im Mikrometer-Bereich erforderlich sein, kann diese schnell und in reproduzierbarer Genauigkeit am Bauteil erfolgen«, erklärt Alexander Renz.

Bis dato war das Ultrakurzpuls-Laserabtragen aufgrund des hohen Investitionsvolumens großen Unternehmen vorbehalten. Nun können zahlreiche andere Unternehmen davon profitieren, dass Hail-Tec das Verfahren als erster Lohnfertiger Deutschlands anbietet. Alexander Renz denkt dabei sehr kundenorientiert und hat die Schnelllebigkeit des Marktes im Blick: »Mit unserem Prozess verfolgen wir ein On-Demand-Konzept. Unser Ziel besteht darin, einzelne Werkstücke beispielsweise bei einem Stempelbruch innerhalb von 24 Stunden zu bearbeiten.« Im Ultrakurzpuls-Laserabtragen sieht er auch produktseitig großes Potenzial: »Die Technologie ermöglicht die Bearbeitung ganz neuartiger Produkte in höchster Qualität.«

www.dmgmori.com

Unternehmensinformation

DMG MORI Aktiengesellschaft

Gildemeisterstr. 60
DE 33689 Bielefeld
Tel.: 05205-74-0
Fax: 05205-74-3009

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