Hybride Werkzeugmaschinen

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

Laserintegration in Werkzeugmaschinen

Laser lassen sich als universelles Werkzeug in Werkzeugmaschinen integrieren und  automatisiert in Fertigungsabläufe einbinden. Neue modulare Werkzeugsysteme machen es möglich, Laserstrahl- und Zerspanwerkzeuge flexibel einzusetzen und auszutauschen. So lassen sich die konventionelle und laserunterstützte Bearbeitung beliebig kombinieren oder abwechseln und für die Behandlung unterschiedlichster Oberflächen nutzen. Hybride Werkzeugsysteme können die steigenden Anforderungen an Produktivität und Qualität bereits heute für ein breites Produktspektrum selbst bei kleinen Losgrößen wirtschaftlich erreichen.

Das Fraunhofer IPT hat langjährige Erfahrung auf dem Gebiet der Integration von Lasersystemen in Werkzeugmaschinen. So haben wir unter anderem konventionelle Fräs-, Dreh- und Drückmaschinen zu hybriden Werkzeugmaschinen ausgebaut. Neben laserunterstützten Fertigungsverfahren eignen sich solche Anlagen auch für Additive Fertigungsverfahren in Kombination mit Zerspanprozessen. Die Laserintegration gestalten wir dabei so, dass möglichst wenig in die Architektur der Basismaschine eingegriffen wird. Wenn es möglich ist, werden standardisierte Bauteile verwendet um die Maschine einfach nachrüsten, warten und bedienen zu können, ohne die ursprüngliche Maschinenfunktionalität einzuschränken.

Unsere Leistungen

  • Entwicklung und Untersuchung von Prozessen und Prozessketten in hybriden Werkzeugmaschinen
  • Konzeption, Konstruktion und Aufbau von Lösungen zur Integration von Lasern in Werkzeugmaschinen
  • Aufbau von Laseroptiken und mechanischen Werkzeugen, beispielsweise zur Drahtführung, für hybride Werkzeugmaschinen

LaserTurn

Integration eines Lasers in eine Drehmaschine

Durch die Modifikation des Werkzeugrevolvers wird der Laserstrahl innerhalb des Revolvers bis zu den Werkzeugplätzen geführt. Hier wird der Strahl in auswechselbare, optische Strahlwerkzeuge eingekoppelt, die ihn je nach Bearbeitungsfall auf das Bauteil.

LaserSpin

Laserintegration in eine Drückmaschine

Eine zusätzliche Achsanordnung auf einer konventionellen Drückmaschine und eine schwenkbare Laseroptik ermöglichen es, einen hochenergetischen Laserstrahl zur lokalen Bauteilerwärmung den komplexen Bewegungen des Werkzeugs während des Drückprozesses folgen zu lassen.

Alzmetall LOB

Integration des Lasers in 5-Achs-Fräsmaschine

Die Integration einer optischen Laserspindel anstelle der konventionellen Frässpindel erlaubt es, die 5-Achs Kinematik zur Laseroberflächenbehandlung von komplexen Geometrien und zur additiven Fertigung zu nutzen.

Röders CMB

Laserintegration in 3-Achs-Fräsmaschine

Für das hybride, additive Fertigungsverfahren Controlled Metal Build-up (CMB) wurde die Röders CMB entwickelt. Diese Anlage kombiniert das drahtbasierte Laserauftragschweißen mit nachgelagerten Fräsoperationen zum definierten, schichtweisen Aufbau von Bauteilen.

 

Laserstrahlstrukturieren

Kompakt, auswechselbare Systemköpfe mit Spezialfunktionen setzen wir für die Laseroberflächenstrukturierung am Fraunhofer IPT ein. Die Kombination aus dynamischen Strahlaufweitern, Scannersystemen und einer Erweiterung für Inline-Messungen ermöglichen eine präzise Oberflächenstrukturierung.