Die beiden 5-Achs-Bearbeitungszentren vom Typ »Alzmetall Laser LOB« und »Kern Evo Laser« setzt das Fraunhofer IPT in aktuellen Forschungs- und Industrieprojekten zur Entwicklung von Laserprozessen, unter anderem für den Werkzeugbau, ein. Von besonderer Bedeutung ist bei beiden Anlagen die direkte CAM-Anbindung durch eigens entwickelte CAx-Module. Diese gewährleisten durchgängige, integrierte Prozessketten zur Bearbeitung selbst äußerst komplexer Geometrien.
Oberflächenschutz gegen Verschleiß und Korrosion

Anhand der neuen Alzmetall-Anlage, die ab Ende August in Betrieb genommen wird, untersucht das Fraunhofer IPT neue Prozesse zur Laseroberflächenbehandlung für den Verschleiß- oder Korrosionsschutz: Mit dem Laser lassen sich die Randschichten komplexer, frei geformter Werkzeuge oder Bauteile flexibel und lokal mit Hartstoffpartikeln anreichern oder härten. Das verbessert die Haltbarkeit und gewährleistet deutlich längere Werkzeugstandzeiten. Auszahlen kann sich diese Art der Oberflächenbehandlung für alle Anwendungen, in denen starker Verschleiß die Haltbarkeit einzelner Komponenten beeinträchtigt, also vor allem im Werkzeug- und Formenbau, aber auch bei Maschinenelementen, Pumpen oder Offshore-Bauteilen.

Mikrostrukturen hochgenau abtragen

Bereits seit Ende Mai 2010 setzt das Fraunhofer IPT das Präzisionsbearbeitungszentrum »Kern Evo« mit Laserintegration zum 5-achsigen hochgenauen Abtragen mit dem Ultrakurzpulslaser ein. Damit lassen sich äußerst präzise Mikrostrukturen auch in komplex geformte, dreidimensionale Oberflächen einbringen. Der eingebaute Pikosekundenlaser verbessert die Genauigkeit der strukturierten Oberflächen noch einmal deutlich gegenüber herkömmlichen Laseranlagen. Von besonderem Nutzen ist diese Technologie für den Werkzeug- und Formenbau, zur flexiblen Herstellung von Designoberflächen, für tribologische Anwendungen aber auch für biomedizinische Produkte und andere Komponenten, bei denen es auf flexible und besonders präzise Oberflächenstrukturen ankommt.

Enge Zusammenarbeit mit Maschinenherstellern und Anwendern

Die beiden Laseranlagen wurden von den Herstellern gemeinsam mit dem Fraunhofer IPT entwickelt und aufgebaut. Nun steht die neue Anlagentechnik auch Industriepartnern des Instituts für Machbarkeitsstudien und Entwicklungsprojekte zur Verfügung. Sie können damit auf das Anwendungs- und Prozess-Know-how des Fraunhofer IPT zurückgreifen, um gezielt die Standzeiten ihrer Werkzeuge zu erhöhen oder die Funktion von Bauteilen zu verbessern. Interessierte Unternehmen können sich während des Kolloquiums »Werkzeugbau mit Zukunft« vom 28. bis 29. September 2010 in Aachen ein erstes Bild von der Leistungsfähigkeit der Maschinen und vom Potenzial der eingesetzten Verfahren machen.

Aktuelle Projekte, in denen bereits mit den beiden neuen Anlagen gearbeitet wird, sind beispielsweise das EU-Projekt »CURARE« (Förderkennzeichen: 222317), der RWTH-Exzellenzcluster »Integrative Produktionstechnik für Hochlohnländer« oder das BMWi-geförderte InnoNet-Projekt »QualiStruk3D« (Förderkennzeichen: IN7519).

Quelle: Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT, kristian.arntz@ipt.fraunhofer.de