Lasertexturieren

Jede Struktur in einer Anlage

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Eine neue Anlagengeneration beschleunigt das Lasertexturieren. Ein 3D-Laserscanner sorgt für präzise Strukturen selbst auf komplexen räumlichen Gebilden. ❧

Mona Willrett

„Mit dem 3D-Scanner der neuen Generation passt die Maschine den Laserstrahl nicht nur in der X-Y-Ebene an, sondern auch in Z-Richtung“, sagt Bernd Martiné. Der Fokuspunkt lasse sich so selbst bei komplexen räumlichen Gebilden immer im idealen Bereich halten, erläutert der Vertriebsingenieur bei GF Machining Solutions. „Das ist einer der Gründe, weshalb die neuen Anlagen im Vergleich zu unserer bisherigen Laser-P-Baureihe deutlich schneller und zugleich präziser sind.“

In einem Vergleichstest mit der älteren P-Baureihe bearbeitete Pilotkunde Reichle Reflektorformen für Pkw-Scheinwerfer. Während die jüngere Maschinengeneration bereits nach rund 11 h die gewünschte Struktur erzeugt hatte, benötigte die ältere Generation etwa 23 h. Trotz der deutlich kürzeren Bearbeitungszeit erzielte die Laser S zudem eine bessere Oberflächengüte.

Die Ingenieure des Schweizer Maschinenbauers entwickelten die neue Anlagengeneration mit dem Ziel, den Kunden ein hochproduktives und präzises System an die Hand zu geben, mit dem sie selbst schwer realisierbare Entwürfe meistern, Qualitätsabweichungen beseitigen, funktionale Oberflächen erzeugen und sich so neue Geschäftsmöglichkeiten erschließen können. Die neue Baureihe – zu der die Laser S 1000 U und die Laser S 1200 U gehören – soll helfen, sowohl bisherige technische als auch wirtschaftliche Einschränkungen zu reduzieren. Dadurch sollen die Nutzer noch größere Freiheiten erhalten. Und Industriedesigner Guido Lanari bestätigt: „Zu wissen, dass wir jetzt jede Art von Muster auf jede Art von Form anwenden können, öffnet der Kreativität zahlreiche Türen.“

Exakter Fokus, selbst bei langer Laufzeit

Dieser Fortschritt geht in erster Linie auf den neuen Laserkopf zurück. Er wird nach höchsten Qualitätsstandards hergestellt. Um den Strahlpunkt während der gesamten Bearbeitung an der gewünschten Position konstant zu halten, ist der Kopf thermostabilisiert. Das Ergebnis ist eine hohe Texturqualität – auch bei langer Bearbeitungszeit.

Ein weiteres Merkmal der Laser-S-Baureihe ist ihre Flexibilität. Sie ermöglicht nicht nur schnelle Wechsel zum nächsten Auftrag. „Die Maschinen lassen sich auf Wunsch auch mit zwei Strahlquellen ausstatten“, berichtet Martiné. Neben der Standardquelle, einem 100-W-Faserlaser, sei auch ein so genannter Flexipuls-Laser verfügbar, dessen Pulslänge zwischen 2 und 200 ns variiert. „Durch den Wechsel von einer Strahlquelle zur anderen lässt sich der Prozess an sich ändernde Anforderungen anpassen.“ Weil die Energie dadurch definierter ins Material eingebracht wird, sind feinere Resultate realisierbar.

„Bislang mussten Anwender selbst bei fortschrittlichen Lösungen fürs Lasertexturieren oft Einbußen in Bezug auf Qualität und Produktivität hinnehmen“, berichtet Martiné. Der Grund dafür: Die meisten herkömmlichen Anlagen zerteilen die Textur im Zufallsprinzip in einzelne Bearbeitungspatches. Deren Position wird von Schicht zu Schicht angepasst. Smartpatch – eine Software von GF Machining Solutions – ermögliche es bei maximaler Kapazität sowohl die Qualität als auch die Produktivität zu steigern und selbst anspruchsvolle Texturen einfach umzusetzen. Gleichzeitig sorgt die Smartscan-Technologie für hohe Effizienz. „Sie erlaubt es, in tieferen, von der Umgebung klar abgegrenzten Bereichen einer Struktur alle Schichten in einem Zug abzutragen. Weil nicht jedes Mal das gesamte Patch abgefahren werden muss, verkürzt sich die Bearbeitungszeit signifikant.“

Mit ihrer Onboard-Software, einschließlich Smartmapping- und Smartpatch-Funktion, kombiniert die Baureihe ein leistungsstarkes Paket mit einem volldigitalen Prozess. So sind neben dem Texturieren auch andere Laserprozesse möglich, etwa Gravieren oder Laserblasting, durch das sich gestrahlte Oberflächen imitieren lassen. „Früher wurden dafür teilweise unterschiedliche Maschinen benötigt“, sagt Martiné. „Beispielsweise, wenn eine Lasertextur am Ende noch ein Finish durch ein Strahlverfahren erhalten sollte.“ Das sei jetzt ebenso in einem Arbeitsgang möglich wie das Erzeugen funktionaler Oberflächen – etwa auf Knochenimplantaten, damit diese besser einwachsen. „Mit der Laser S meistern Nutzer all das – von der Vorbereitungsphase über den Grafikentwurf oder die 3D-Simulationen bis zum übergangslosen Patchen.“

„Durch die digitale Arbeitsweise lassen sich hervorragende Ergebnisse einfach und jederzeit reproduzierbar erzielen“, sagt Martiné. Ebenso einfach sei der Import eines 3D-Modells der gewünschten Struktur. „Der Anwender kann mit absoluter Genauigkeit die Position der Lasergravur bestimmen und ohne Einschränkungen neue Texturen entwickeln.“ Originaltexturen könnten entweder in-house erstellt oder mittels 3D-Scanner durch Reverse-Engineering von natürlichen Oberflächen abgenommen werden. Mithilfe des Software-Pakets können die Texturen dann in einer Konfiguration auch auf große und komplexe Oberflächen präzise aufgebracht werden. Zeitaufwändige und fehleranfällige manuelle Arbeiten werden dadurch minimiert.

Nachhaltig und bedienerfreundlich

Auch in einer Anwendung für einen Verpackungsverschluss reduzierte der neue Maschinentyp die Bearbeitungszeit der Form aus korrosionsbeständigem Stahl bei gesteigerter Bearbeitungsqualität. Wurde mit der seit 2009 am Markt befindlichen Laser-P-Baureihe eine Oberflächengüte mit Ra-Werten um 3 µm erreicht, so sind mit der neuen Maschinengeneration Ra-Werte bis zu 1 µm möglich. Formeneinsätze lassen sich nun mit einer Anlage bearbeiten.

„Im Informations- und Kommunikations-Bereich hat die Laser S die Zeit fürs Feintexturieren der Formen für Laptops oder Smartphones um bis zu 50 Prozent reduziert“, weiß der Vertriebsingenieur. Das sei in Branchen, in denen Produktivität und perfekte Wiedergabe des Designs ausschlaggebend sind, ein großer Fortschritt.

Zu den weiteren Vorteilen der neuen Maschinengeneration gehöre auch – neben ihrer Nachhaltigkeit und der im Vergleich zum Ätzen ökologischen Unbedenklichkeit – , dass sie Bedienerfehler reduziere. Dazu trägt auch die digitale Serviceplattform rConnect bei. Mit ihrem modularen Ansatz bietet sie verschiedene Serviceleistungen, mit deren Hilfe Kunden ihre Produktivität steigern können.

Mit der Funktion rConnect Live Remote Assistance (Fernunterstützung in Echtzeit) können Fachingenieure schnell auf Serviceanfragen reagieren. LRA ermöglicht eine persönliche Betreuung mittels Audio-, Video- und Chat-Funktionen und verfügt über weitere Kommunikationsmöglichkeiten.

Mit rConnect Messenger wird der Anwender über die Produktion auf dem Laufenden gehalten. Dieses Modul übermittelt Maschinendaten an ein mobiles Gerät . Damit kann der Nutzer die Produktion mithilfe eines Smartphones oder Tablets aus der Ferne überwachen.

GF Machining Solutions präsentiert sich auf der Moulding Expo in Halle 3, Stand C41.



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