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 Assistenzsysteme für die Blechumformung
28.07.2017 | Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen

nachricht Das Auto lernt vorauszudenken
28.06.2017 | Technische Universität Wien

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Ruckartige Bewegung schärft Röntgenpulse

Spektral breite Röntgenpulse lassen sich rein mechanisch „zuspitzen“. Das klingt überraschend, aber ein Team aus theoretischen und Experimentalphysikern hat dafür eine Methode entwickelt und realisiert. Sie verwendet präzise mit den Pulsen synchronisierte schnelle Bewegungen einer mit dem Röntgenlicht wechselwirkenden Probe. Dadurch gelingt es, Photonen innerhalb des Röntgenpulses so zu verschieben, dass sich diese im gewünschten Bereich konzentrieren.

Wie macht man aus einem flachen Hügel einen steilen und hohen Berg? Man gräbt an den Seiten Material ab und schüttet es oben auf. So etwa kann man sich die...

Im Focus: Abrupt motion sharpens x-ray pulses

Spectrally narrow x-ray pulses may be “sharpened” by purely mechanical means. This sounds surprisingly, but a team of theoretical and experimental physicists developed and realized such a method. It is based on fast motions, precisely synchronized with the pulses, of a target interacting with the x-ray light. Thereby, photons are redistributed within the x-ray pulse to the desired spectral region.

A team of theoretical physicists from the MPI for Nuclear Physics (MPIK) in Heidelberg has developed a novel method to intensify the spectrally broad x-ray...

Im Focus: Physiker designen ultrascharfe Pulse

Quantenphysiker um Oriol Romero-Isart haben einen einfachen Aufbau entworfen, mit dem theoretisch beliebig stark fokussierte elektromagnetische Felder erzeugt werden können. Anwendung finden könnte das neue Verfahren zum Beispiel in der Mikroskopie oder für besonders empfindliche Sensoren.

Mikrowellen, Wärmestrahlung, Licht und Röntgenstrahlung sind Beispiele für elektromagnetische Wellen. Für viele Anwendungen ist es notwendig, diese Strahlung...

Im Focus: Physicists Design Ultrafocused Pulses

Physicists working with researcher Oriol Romero-Isart devised a new simple scheme to theoretically generate arbitrarily short and focused electromagnetic fields. This new tool could be used for precise sensing and in microscopy.

Microwaves, heat radiation, light and X-radiation are examples for electromagnetic waves. Many applications require to focus the electromagnetic fields to...

Im Focus: Navigationssystem der Hirnzellen entschlüsselt

Das menschliche Gehirn besteht aus etwa hundert Milliarden Nervenzellen. Informationen zwischen ihnen werden über ein komplexes Netzwerk aus Nervenfasern übermittelt. Verdrahtet werden die meisten dieser Verbindungen vor der Geburt nach einem genetischen Bauplan, also ohne dass äußere Einflüsse eine Rolle spielen. Mehr darüber, wie das Navigationssystem funktioniert, das die Axone beim Wachstum leitet, haben jetzt Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) herausgefunden. Das berichten sie im Fachmagazin eLife.

Die Gesamtlänge des Nervenfasernetzes im Gehirn beträgt etwa 500.000 Kilometer, mehr als die Entfernung zwischen Erde und Mond. Damit es beim Verdrahten der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Internationaler Ferienkurs mit rund 600 Teilnehmern aus aller Welt

28.07.2017 | Veranstaltungen

10. Uelzener Forum: Demografischer Wandel und Digitalisierung

26.07.2017 | Veranstaltungen

Clash of Realities 2017: Anmeldung jetzt möglich. Internationale Konferenz an der TH Köln

26.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Firmen räumen bei der IT, Mobilgeräten und Firmen-Hardware am liebsten in der Urlaubsphase auf

28.07.2017 | Unternehmensmeldung

Dunkel war’s, der Mond schien helle: Nachthimmel oft heller als gedacht

28.07.2017 | Geowissenschaften

8,2 Millionen Euro für den Kampf gegen Leukämie

28.07.2017 | Förderungen Preise