Das Fraunhofer Institut für Produktionstechnologie IPT, Aachen, hat zwei neuen Anlagen zur Oberflächenfunktionalisierung mit dem Laser in Betrieb genommen. Die beiden Anlagen wurden gemeinsam mit den Herstellern Alzmetall und Kern entwickelt.
Die beiden 5-Achs-Bearbeitungszentren Alzmetall Laser LOB und Kern Evo Laser setzt das Institut 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.
Anhand der neuen Alzmetall-Anlage 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 – vor allem im Werkzeug- und Formenbau, aber auch bei Maschinenelementen, Pumpen oder Offshore-Bauteilen.
Das Bearbeitungszentrum Kern Evo verfügt über eine Laserintegration zum 5-achsigen hochgenauen Abtragen mit dem Ultrakurzpulslaser. Damit lassen sich sehr 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, nämlich 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.
Die beiden Laseranlagen wurden von den Herstellern gemeinsam mit dem Fraunhofer IPT entwickelt und aufgebaut. Aktuelle Projekte, in denen bereits mit den beiden neuen Anlagen gearbeitet wird, sind beispielsweise das EU-Projekt Curare, der RWTH-Exzellenzcluster „Integrative Produktionstechnik für Hochlohnländer“ und das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie geförderte Innonet-Projekt QualiStruk3D.
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