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Werkzeugbau mit LaserformenWerkzeugbau mit direktem Laserformen

Bei LBC in Kornwestheim ist es möglich, mittels Laser dreidimensionale metallische Strukturen herzustellen. Dabei wird, anders als etwa beim Lasergravieren, nicht Schicht für Schicht Material abgetragen, sondern durch einen Laserschweißprozess Schicht für Schicht aufgebaut.

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Techno-SCOPE: Werkzeugbau mit direktem Laserformen

Der Einsatz einer Trumaform LF 250 von Trumpf erlaubt durch direktes Laserformen den schichtweisen Materialaufbau aus dem Pulverbett. Das Verfahren eröffnet neue Möglichkeiten im Werkzeugbau. Komplexe Innenstrukturen wie zum Beispiel konturnahe Kühlkanäle lassen sich schnell realisieren. Am Anfang steht ein 3D-CAD-Modell, das in Schichten entlang der Z-Achse zerlegt wird. Übliche Schichtdicken liegen dabei zwischen 50 µm und 100 µm. Je geringer die Schichtdicke, desto höher die Genauigkeit bei der Herstellung von Freiformflächen. Nach dem Einlesen der CAD-Daten beginnt der Produktionsprozess: Auf eine temperierte Trägerplatte wird reines Metallpulver aufgetragen, vom Laser aufgeschmolzen und mit der Trägerplatte verschweißt. Nach jeder fertiggestellten Schicht wird die Trägerplatte analog der Schichtung des Datenmodells um 50 µm oder 100 µm abgesenkt, es erfolgt der nächste Pulverauftrag und eine neue Schicht wird aufgeschweißt.

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Anders als beim Lasersintern kann beim direkten Laserformen auf Fluss- oder Bindemittel verzichtet werden, da die Bauplattform beheizbar ist. So kann durch Temperaturregelung ein verzugs- und rissfreier Aufbau von reinem Werkzeugstahl (1.2343) gewährleistet werden. Das fertige Werkstück hat eine Härte von 50 bis 54 HRC und kann wärmebehandelt werden. Zudem ist jede Form der Fräs-, Erodier- oder Laserbearbeitung möglich, was die Fertigbearbeitung von Formrohlingen vereinfacht. Auch Reparaturschweißungen sind möglich – ein Vorteil gegenüber anderen Sinter- und Pseudo-Originalmaterialien.

Der Nutzen für die Kunden von LBC liegt in der Realisierung fast beliebig komplexer Geometrien in metallischen Werkstoffen: Optimierte konturnahe Kühlkanal-Geometrien steigern die Produktivität von Spritzgussmaschinen ganz erheblich. Neben der Zeitersparnis in der Produktion loben die Formenbauer die kurze Fertigungszeit der Formen. Nach Anlieferung der 3D-CAD-Daten kann der Formeinsatz rasch generiert werden. Je nach Größe und Komplexität des Bauteils vergehen zwischen Datenlieferung und Fertigstellung des lasergeformten Werkstücks nur Stunden oder wenige Tage. Neben dem Formenbau liegt das Einsatzgebiet des Laserformens in der Fertigung von Individualteilen (Prothesen in der Medizin) in der Kleinserienfertigung und in der Luft- und Raumfahrttechnik. ms

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