Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Spröde Werkstoffe beugen sich dem Laserstrahl

11.08.2009
Spröde Werkstoffe wie hochfeste Stähle, Aluminium, Titan oder Magnesium galten bisher als unbiegbar. Das wird sich ab jetzt ändern, denn die Trumpf Werkzeugmaschinen GmbH + Co. KG hat gemeinsam mit der TU Wien ein neues Verfahren entwickelt. Mit dem sogenannten laserunterstützten Gesenkbiegen lassen sich die genannten Materialien biegen.

Der Bediener an der Tru-Bend 7018 nimmt ein bereits zugeschnittenes Blechteil aus Magnesium in die Hand und beginnt mit einem herkömmlichen Werkzeug die Kantungen zu biegen. So richtig funktionierts aber nicht. Denn die Schenkel brechen genau an der Kantlinie ab. Was ist passiert? Mit der Kaltumformung ist dem Magnesium wie auch anderen spröden Materialien nicht beizukommen – es ist immer ein Ergebnis, das auf Biegen und Brechen hinausläuft.

An einer zweiten Abkantpresse unternimmt der Bediener einen weiteren Versuch, das Magnesiumblech zu biegen. Diesmal ist das Ergebnis einwandfrei, das Werkstück ist stabil und die Kanten zeigen ein hervorragendes Ergebnis. Grund dafür ist das auf dieser zweiten Abkantpresse nachgerüstete Verfahren zum laserunterstützten Gesenkbiegen, das bei Trumpf momentan noch in der Erprobungsphase ist, aber schon im Herbst 2009 erste Anwendungen möglich macht.

Laserunterstütztes Gesenkbiegen – ein Meilenstein in der Biegetechnik

„Mit dieser Innovation beschritten wir ganz neue Wege“, sagt Dipl.-Ing. Friedrich Kilian, Geschäftsführer der Trumpf GmbH + Co. KG sowie Geschäftsführer Forschung und Entwicklung Trumpf Werkzeugmaschinen GmbH + Co. KG. Der neue Weg wurde gemeinsam mit dem Institut für Fertigungs- und Hochleistungslasertechnik an der TU Wien gegangen. Partner war und ist Prof. Dieter Schuöker, Leiter des Instituts. Ziel war es, ein Verfahren zu entwickeln, das es ermöglichen sollte, bisher als unbiegbar geltende Materialien genauso einfach zu biegen wie Stahlwerkstoffe. Dafür sollte auch eine standardmäßige Tru-Bend-Abkantpresse als Basis dienen.

Das laserunterstützte Gesenkbiegen ist nach Meinung der Experten ein entscheidender Meilenstein in der Biegetechnik. „Diese neue Umformtechnologie hat durchaus das Potenzial, das Spektrum heutiger Anwender stark zu erweitern“, erklärt Dipl.-Ing. Armin Rau, Geschäftsführer der Trumpf Maschinen Austria. Darüber hinaus könnte das laserunterstützte Gesenkbiegen auch die Konstruktion künftiger Gesenkbiegemaschinen maßgeblich beeinflussen.

Die Dehnung an der Außenseite eines Bauteils aus hochfestem Stahl, Aluminium, Titan oder Magnesium wird durch die Erwärmung des Bauteils auf zirka 150 bis 300 °C unterstützt. Bei zahlreichen Materialien hat sich gezeigt, dass dabei die Bruchdehnung um ein Vielfaches steigt. „Bei Versuchen in der Vergangenheit wurden Werkstücke im Ofen oder durch direkte Flammeneinwirkung erwärmt, was allerdings zeitintensiv war und leicht die Oberflächen beschädigte“, weiß Prof. Schuöcker zu berichten. „Zudem ist ein selektives Erwärmen der Biegelinie völlig ausreichend. Im Vergleich zu Plasma- oder Induktionsanwendungen kann der Laserstrahl dies auf einer sehr schmalen Spur leisten.“

Verfahrensablauf bei der Abkantpresse Tru-Bend 7018

Der Verfahrensablauf stellt sich auf einer standardmäßigen Abkantpresse Tru-Bend 7018 folgendermaßen dar: Nach dem Einlegen des Werkstückes beziehungsweise des zu kantenden Bleches wird eine kleine Kaltkantung vorgenommen, die das Werkstück versteift. Anschließend beginnt der im Unterwerkzeug verbaute Laser mit der lokalen und nur kurzzeitigen Erwärmung des Materials. Ein im Oberwerkzeug integriertes Thermoelement erfaßt die Wärmedaten und stellt fest, ob das vorgegebene Temperaturniveau erreicht ist. Die Temperatur lässt sich dabei für unterschiedliche Materialien und Materialdicken entsprechend einstellen. Dann wird der Biegevorgang und die Erwärmung fortgesetzt.

Zum Einsatz kommen beim laserunterstützten Gesenkbiegen 200-W-Diodenlaserbarren auf Mikrokanalkühlern. In einem je 100 mm hohen und 100 mm langen Untergesenk mit 16 mm Gesenkweite ist ein Diodenlaser mit acht dieser Laserdiodenbarren installiert. Über einfache Steckverbindungen können beliebig viele solcher Diodenlaser-Gesenke aneinandergereiht werden. Der gesamte Aufbau ist modular, so dass die Diodenlaser in jedem Falle leicht ausgetauscht werden können.

Laserunterstütztes Gesenkbiegen eröffnet neue Anwendungsperspektiven

In die gemeinsamen Untersuchungen der TU Wien und Trumpf wurden auch verschiedene Anwender mit ihren individuellen Anforderungen mit einbezogen. Zum einen ist dies die Amag Rolling, eine Tochtergesellschaft der Austria Metall AG, die hochfeste Aluminiumlegierungen für die Herstellung von Automobil-Karosserieteilen, Flugzeug-Strukturteilen und Spezialartikeln für die Sportindustrie liefert. Zum anderen ist die Salzgitter Magnesium-Technologie GmbH, eine Tochter der Salzgitter AG, mit Magnesium-Walzplatten, Magnesium-Bauteilen und Magnesium-Konstruktionen mit im Boot.

Für beide Werkstoffspezialisten bietet das neue, laserunterstützte Gesenkbiegen ein erhebliches Potenzial, durch das sich neue Anwendungsperspektiven eröffnen. „Es besteht ein erhebliches Potenzial und grundsätzlicher Bedarf für das Warmbiegen von Magnesium-Blechteilen, von der Fertigung ultraleichter Feinblechgehäuse bis hin zu Stanzbiegeteilen der Verkehrstechnik“, konstatiert Dr. Peter Juchmann, Geschäftsführer der Salzgitter Magnesium-Technologie GmbH.

Trumpf Werkzeugmaschinen GmbH + | MM MaschinenMarkt
Weitere Informationen:
http://www.maschinenmarkt.vogel.de/themenkanaele/produktion/umformtechnik/articles/224889/

Weitere Berichte zu: Abkantpresse Diodenlaser Laserstrahl Magnesium-Technologie

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Maschinenbau:

nachricht IPH entwickelt Prüfstand für angetriebene Tragrollen
29.11.2016 | IPH - Institut für Integrierte Produktion Hannover gGmbH

nachricht LZH optimiert laserbasierte CFK-Nachbearbeitung für die Luftfahrtindustrie
24.11.2016 | Laser Zentrum Hannover e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Im Focus: Neuer Sensor: Was im Inneren von Schneelawinen vor sich geht

Ein neuer Radarsensor erlaubt Einblicke in die inneren Vorgänge von Schneelawinen. Entwickelt haben ihn Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum (RUB) um Dr. Christoph Baer und Timo Jaeschke gemeinsam mit Kollegen aus Innsbruck und Davos. Das Messsystem ist bereits an einem Testhang im Wallis installiert, wo das Schweizer Institut für Schnee- und Lawinenforschung im Winter 2016/17 Messungen damit durchführen möchte.

Die erhobenen Daten sollen in Simulationen einfließen, die das komplexe Geschehen im Inneren von Lawinen detailliert nachbilden. „Was genau passiert, wenn sich...

Im Focus: Neuer Rekord an BESSY II: 10 Millionen Ionen erstmals bis auf 7,4 Kelvin gekühlt

Magnetische Grundzustände von Nickel2-Ionen spektroskopisch ermittelt

Ein internationales Team aus Deutschland, Schweden und Japan hat einen neuen Temperaturrekord für sogenannte Quadrupol-Ionenfallen erreicht, in denen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

Die Perspektiven der Genom-Editierung in der Landwirtschaft

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Parkinson-Krankheit und Dystonien: DFG-Forschergruppe eingerichtet

02.12.2016 | Förderungen Preise

Smart Data Transformation – Surfing the Big Wave

02.12.2016 | Studien Analysen

Nach der Befruchtung übernimmt die Eizelle die Führungsrolle

02.12.2016 | Biowissenschaften Chemie