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Neue Freiräume in der Konstruktion

(PresseBox) (Düsseldorf, ) Additive Fertigung: Mit der Lasertec 65 3D vereint DMG Mori Laserauftragschweißen und Fräsen in einer Aufspannung. Weltweit sind bereits mehr als 500 der von Sauer entwickelten Lasertec-Maschinen installiert. Die Erfahrung in der Laserbearbeitung, die innerhalb des Konzerns zu den Advanced Technologies zählt, bündelt der Maschinenhersteller im Lasertec Excellence Center in Pfronten. Die neue Anlage ermöglicht durch die Kombination beider Verfahren in einer Aufspannung die Fertigung hochkomplexer Werkstücke.

Mit dem Lasertec Excellence Center verbinden sich große Synergieeffekte. Denn der Verkauf von Maschinen für die Laserbearbeitung hat sich enorm weiterentwickelt. Die breite Aufstellung im Bereich Lasertec spricht für sich.

Insgesamt fünf Technologiesegmente gehören zum Portfolio: Das Precision-Tool eignet sich für die Bearbeitung von Schneidkanten und Freiwinkeln in Präzisionswerkzeugen, mit dem FineCutting ermöglicht DMG Mori hochpräzises Laser-Feinschneiden von Blechen, Rohren und 3D-Teilen. Der Bereich Power-Drill steht für das hochdynamische 5-Achs-Laserbohren von Kühlluftbohrungen in Turbinenkomponenten. Die Shape-Modelle bringen mittels 3D-Laserabtragens definierte Texturen wirtschaftlich und prozesssicher in Spritzgusswerkzeuge ein. Bei der Lasertec 65 3D handelt es sich um eine Kombination aus Laserauftragschweißen und Fräsen zur additiven Fertigung von kompletten 3D-Bauteilen in Fertigteilqualität.

3D-Geometrien mit Hinterschnitten

Das Alleinstellungsmerkmal der Lasertec 65 3D ist die Kombination von Laserauftragen und 5-Achs-Fräsen in einer Aufspannung. Das ermöglicht die Fertigung hochkomplexer Bauteile. Beispielsweise sind viele 3D-Geometrien mit Hinterschneidungen realisierbar. Auch durch diese Technologie entstehen in der Konstruktion Möglichkeiten, die bis dato undenkbar waren.

Das Verfahren ist so wirtschaftlich, dass es im Prototypenbau oder in der Kleinserienfertigung komplexer Leichtbau- und Integralbauteile von großem Wert ist. Die Anwendungen sind vor allem im Werkzeug- und Formenbau, in der Luftfahrttechnik, im Automobilbau oder auch in der Medizintechnik zu sehen.

Die Funktionsweise der Anlage ist so einfach wie genial: Über eine Pulverdüse wird zunächst das Metallpulver – Edelstahl oder unterschiedliche Legierungen wie etwa auf Aluminium- oder Nickelbasis – schichtweise auf ein Basismaterial aufgetragen und im Schmelzpunkt des Laserstrahls verschmolzen. Das ist eine hochfeste, poren- und rissfreie Schmelzverbindung. Ein Schutzgas verhindert die Oxidation während des Aufbauprozesses.

Nach dem Erkalten entsteht eine Metallschicht, die mechanisch bearbeitet werden kann. Dies kann dank der Kombination aus Laserauftragen und Fräsen in einer Maschine nun in ein und derselben Aufspannung durchgeführt werden. Da sich beide Bearbeitungsvorgänge alternierend einsetzen lassen, können sehr viele 3D-Konturen komplett ohne Stützgeometrie erzeugt werden kann.

Das Laserauftragschweißen ist zehnmal so schnell wie das konventionelle Pulverbettverfahren. Die Wandstärken liegen zwischen 0,1 und fünf Millimeter. Für die anschließende Fräsbearbeitung muss das Bauteil nicht neu eingespannt werden. Das ist nicht nur wirtschaftlicher, sondern bietet auch eine viel höhere Bearbeitungsgenauigkeit.

In der Lasertec 65 3D sind alle Vorteile des Monoblock-Konzepts aus dem Bereich der Bearbeitungszentren vereint. Ebenso sind die Erfahrungen mit der Integration von Laserköpfen in anderen Maschinen eingeflossen, wie das automatische Shuttle-Handling für den Wechsel des Laserkopfes und die HSK-63-Schnittstelle zeigen.

Die neue Maschine ist mehr als ein Resultat der flexiblen Technologieintegration. Beim Laserauftragschweißen verwendet DMG Mori einen neuen Laserkopf mit integrierter Kühlung, Prozessüberwachung und einer integrierten Kamera, die den Prozess optisch regelt und die Laserleistung online anpasst. Alles in allem ist eine komplett neue Lasertec-Maschine entstanden, mit der auch neue Applikationslösungen angeboten werden.

Autor: Friedemann Lell
Vertriebsleiter SAUER GmbH

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