Laserdrehtechnik

Berührungslos drehen mit Laser

Lasersysteme haben sich inzwischen in weiten Bereichen der Metallindustrie zum Schneiden, Bohren und Strukturieren etabliert. Die GFH GmbH hat dieses Einsatzspektrum jetzt um eine zusätzliche Technik erweitert: das Laserdrehen.

Herzstück der Laserdrehtechnik ist ein Piko- oder Femtosekundenlaser mit einer Pulsdauer von lediglich 10 ps beziehungsweise 800 fs. Die Kürze des Pulses sorgt dafür, dass eine extrem hohe Energie zeitlich sehr begrenzt auf das Werkstück einwirkt und das Material verdampft, bevor es zu Schmelzerscheinungen oder thermischen Veränderungen kommen kann. Die Spitze des eigentlichen Abtragwerkzeugs bildet ein rotierender Laserspot, der mit Hilfe einer Trepanier-Optik erzeugt wird. Durch seinen geringen Durchmesser von minimal 25 µm lassen sich damit sehr feine Konturen und Geometrien herausarbeiten.

Das Verfahren eignet sich sowohl zum Schruppen wie auch zum Schlichten. Um trotz wechselnder Durchmesser und damit auch unterschiedlicher Bahngeschwindigkeiten eine gleichmäßige Verteilung der Laserpulse zu gewährleisten, wird zudem eine spezielle Laser-Ansteuerung genutzt, die eine Pulse-on-Demand-Regulierung in Relation zur abzufahrenden Bahn erlaubt. Bearbeitet werden können so neben allen Arten von Metall auch Kunststoffe und Carbon sowie extrem harte Werkstoffe, beispielsweise Keramik oder Industriediamanten.

Da der Lichtstrahl berührungslos arbeitet, tritt bei dieser Form des Drehens kein Werkzeugverschleiß auf. Außerdem bleibt die Schneidengeometrie dauerhaft scharf und formstabil, wodurch schwankende Schnittqualitäten vermieden werden. Dazu trägt auch bei, dass beim Abtrag per Laser keine Späne entstehen, die Werkstück oder Werkzeug beschädigen könnten.

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Maschinelle Basis sind die GL-Evo- und GL-Compact-Bearbeitungszentren der Firma. Mit diesen lässt sich der Laser trotz Beschleunigungen von bis zu 20 m/s² auf ± 1 µm genau am Werkstück positionieren. Die fünf Achsen – einschließlich zweier Drehachsen in der Werkstückeinspannung – ermöglichen sowohl Längs-Rund-, Quer-Stech- und Quer-Plan-Drehen als auch Kugel- und Formdrehen. rn

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