Hybride Werkzeugmaschinen

Hybride Prozessketten mit Laser bieten ein hohes Potential. Die Integration entsprechender Lasertechnik gestalten wir modular.

Laserintegration in Werkzeugmaschinen und Industrieroboter

Je komplexer ein Werkstück ist, desto länger sind die Prozessketten und desto häufiger muss das Werkstück umgespannt werden. In der Folge erhöhen sich die Rüst- und Lagerzeiten und verringert sich die Genauigkeit der Bearbeitung. Eine wirtschaftliche Lösung sind hybride Produktions- und Werkzeugmaschinen, in die der Laser als Werkzeug integriert ist: Durch den Einsatz von Lasertechnik in einer bestehenden Produktionsmaschine können verschiedene, aufeinanderfolgende Prozessschritte von einer Maschine und in einer Aufspannung durchgeführt werden.

Der Laserstrahl als Werkzeug

Laser lassen sich als universelles Werkzeug in Werkzeugmaschinen integrieren und automatisiert in Produktionsabläufe einbinden. Modulare Werkzeugsysteme erhöhen die Flexibilität in der Fertigung. So kann beispielsweise ein Zerspanungswerkzeug durch ein Laserstrahlwerkzeug ausgetauscht werden, falls die Prozessfolge dies erfordert. Die konventionelle sowie die laserunterstützte Bearbeitung lassen sich somit kombinieren und alternieren. Schon heute können hybride Fertigungssysteme die steigenden Anforderungen an Produktivität und Qualität für ein breites Produktspektrum auch bei kleinen Losgrößen erfüllen.

Durch Laserintegration bestehende Maschinen aufwerten

Das Fraunhofer IPT hat langjährige Erfahrung in dem Bereich der Lasersystemintegration. In früheren Projekten konnten konventionelle Fräs-, Dreh- und Drückmaschinen erfolgreich zu hybriden Werkzeugmaschinen umgerüstet werden. Ebenso gelang die Entwicklung von Lasermodulen, die bestehende Maschinen zu Multifunktionsmaschinen aufwerten können. Solche Anlagen eignen sich nicht nur für die lokale Erwärmung oder hybride Prozesse, sondern auch zur additiven Fertigung in Kombination mit Zerspanungsprozessen. Die Laserintegration gestalten wir dabei zielgerichtet, sodass nur im geringen Maß in die Architektur der Basismaschine eingegriffen wird. Darüber hinaus verwenden wir standardisierte Bauteile, um die Maschine mühelos nachrüsten, warten und bedienen zu können, ohne die ursprüngliche Maschinenfunktionalität einzuschränken.

Unser Leistungsangebot

  • Machbarkeitsanalyse und Wirtschaftlichkeitsbetrachtung von Laserprozessen
  • Pilotversuche mit produktionsspezifischen Materialien und Geometrien zur Prozessauslegung
  • Unterstützung bei der Auswahl von Lasersystemen, Benchmarking von Strahlquellen
  • Konzeption, Konstruktion und Aufbau von Integrationslösungen
  • Integration von Lasersystemtechnik in bestehende Maschinen und Fertigunsketten
  • Prototypenfertigung von Bauteilen auf unseren hybriden Fertigungsmaschinen
  • Aufbau von Laseroptiken und mechanischen Werkzeugen
  • Unterstützung bei der Umsetzung eines Laserschutzkonzepts, Wissens-Dokumentation und Mitarbeiterschulung
 

Anwendungsfelder für den Laser als Werkzeug

  • Laserstrukturierung von Oberflächen
  • Laserschruppen von Hochleistungswerkstoffen
  • Laserunterstütztes Fräsen von Titan
  • Lokales Laserhärten, -schneiden und fräsen
  • Laserunterstütztes Stanzen, Biegen und Kragenziegen
 

Unsere entwickelten
hybriden Werkzeugmaschinen und Module

  • Drehmaschine
  • Drückmaschine
  • 5-Achs-Fräsmaschine
  • 3-Achs-Fräsmaschine
  • Laserkopf-Modul
  • Fräswerkzeug-Modul