Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Laser poliert Bauteile auf Hochglanz

29.09.2011
Bauteile – etwa für den Werkzeug- und Formenbau – müssen bislang aufwändig manuell poliert werden.

Bald könnte das automatisiert und damit viel schneller gehen: Vom 29.11. bis zum 2.12. präsentieren Fraunhofer-Forscher auf der Messe EuroMold 2011 in Frankfurt (Halle 11, Stand C66) eine Werkzeugmaschine, die auch komplexe 3D-Oberflächen mittels Laserstrahlung auf Hochglanz bringt.

Millimeter für Millimeter glättet die Fachkraft mit Schleifsteinen und Polierpasten die Oberfläche einer Metallform. Etwa zehn Minuten pro Quadratzentimeter benötigt sie dafür – eine zeitintensive und damit kostspielige Angelegenheit. Viele Unternehmen haben es zudem schwer, Nachwuchskräfte für diese anspruchsvolle, aber gleichzeitig monotone Tätigkeit zu finden.

Die Zeiten mühsamer Handarbeit könnten bald der Vergangenheit angehören: Gemeinsam mit der Maschinenfabrik Arnold und der S&F Systemtechnik haben Forscher des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT eine neuartige Werkzeugmaschine entwickelt, die auch komplexe Oberflächen poliert – mit Hilfe von Laserstrahlen. »Während konventionelle Verfahren Unebenheiten an der Oberfläche abtragen, schmilzt der Laser eine dünne Randschicht von etwa 20 bis 100 µm an der Oberfläche an«, erklärt Dr.-Ing. Edgar Willenborg, Gruppenleiter am ILT in Aachen. »Diese verflüssigt sich und wird anschließend durch die physikalisch immer vorhandene Oberflächenspannung glatt gezogen«.

Abhängig vom Werkstoff erreichen die Projektpartner mit ihrem Verfahren bereits eine Oberflächengüte von einem Mittenrauhwert Ra von 0,1 bis 0,4 µm. »Beim manuellen Polieren lassen sich zwar noch bessere Ergebnisse erzielen«, räumt Willenborg ein. »Für viele Branchen ist aber eine mittlere Oberflächenqualität ausreichend – etwa beim Fertigen von Formen für die Glasherstellung, Umform- oder Schmiedewerkzeuge.« Solche Produktionen könnten sich mit der Neuentwicklung des Aachener Instituts zukünftig viel Zeit und Geld sparen: Die Maschine bearbeitet eine Fläche bis zu zehnmal schneller als ein Handpolierer und ist bestens für die Serienproduktion sowie das Polieren kleiner Stückzahlen geeignet.

Die neue Laserpolieranlage besteht aus einer 5-achsigen Portalmaschine und einem zusätzlichen 3-achsigen Laserscanner. Dank dieser Konstruktion ist das Werkstück von allen Seiten zugänglich. Ein Spiegelsystem lenkt die Laserstrahlung dabei so um, dass hohe Vorschubgeschwindigkeiten – der Weg, den der Laserstrahl in Vorschubrichtung in einer bestimmten Zeit am Werkstück entlang zurücklegt – von über einem Meter pro Sekunde auch auf kleinen Flächen erreicht werden. Auch eine durchgängige CAM-NC-Datenkette existiert bereits: Ausgangspunkt der Datenkette ist ein 3D-CAD-Modell des zu polierenden Bauteils. Anhand dieses Modells werden die Bahndaten für den Laserstrahl berechnet. »Für diesen Schritt nutzen wir konventionelle CAM-Programme (Computer Aided Manufacturing), wie sie auch beim Fräsen eingesetzt werden. Das hat den Vorteil, dass das Programm in der Regel bereits im Betrieb vorhanden ist und die Mitarbeiter in der Bedienung geschult sind«, erläutert Willenborg. Anschließend werden die ermittelten Bahndaten an eine spezielle, am ILT entwickelte Postprozessor-Software übergeben. Diese passt beispielsweise den Laser an den jeweiligen Einstrahlwinkel oder die Bauteilkanten an.

Nicht zuletzt bietet die neue Bearbeitungstechnologie Vorteile bei der Maschinenentwicklung: »Indem wir mit einem völlig neuen Wirkprinzip arbeiten, können die entsprechenden Maschinen viel leichter gebaut werden«, sagt Willenborg. »Denn im Gegensatz zu konventionellen Verfahren ist beim Laserpolieren nicht die Steifigkeit der Maschine ausschlaggebend für die Bauteilqualität, sondern die Physik der Oberflächenspannung.«

Aktuell steht die Laserpolieranlage kurz vor der Einsatzreife. Auf der diesjährigen EuroMold zeigen die Forscher ihre Neuentwicklung erstmals der Öffentlichkeit.

Britta Widmann | Fraunhofer-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Messenachrichten:

nachricht COMPAMED 2016 vernetzte medizinische Systeme und Menschen
23.11.2016 | IVAM Fachverband für Mikrotechnik

nachricht Kompakter und individuell einstellbarer Schutz für alle Anwendungen
18.11.2016 | PHOENIX CONTACT GmbH & Co.KG

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

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