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Millturn mit Laseroption

: WFL


Beim WFL Technologiemeeting, das im März diesen Jahres stattgefunden hat, stellte das Unternehmen einem ausgewählten Fachpublikum erstmals die neue Laseroption vor, mit dem das Thema Komplettbearbeitung um ein Kapitel reicher geworden ist und jede Millturn zur Hybridmaschine werden kann. Auf der EMO feierte die Lösung ihren weltweiten Markteintritt. Autor: Georg Schöpf / x-technik

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Auf der EMO erfreute sich die neue Laseroption von WFL großen Interesses. Besonders beeindruckend für die Besucher war die Möglichkeit fast jede Millturn mit der Laseroption ausstatten zu können.

Auf der EMO erfreute sich die neue Laseroption von WFL großen Interesses. Besonders...

Wie wir bereits in der Juniausgabe berichteten, erweitert die WFL Millturn Technologies GmbH & Co. KG ihr Leistungsportfolio für Millturn-Maschinen um eine Laseroption. Diese ermöglicht es, durch Anbringen eines Laserkopfes in den Drehbearbeitungszentren des Linzer Maschinenherstellers einen additiven Fertigungsprozess ins bestehende Maschinenspektrum zu integrieren. Dadurch wird es möglich, mittels Pulverlaserauftragsschweißen einen Materialauftrag zu erzielen.

Der Nutzen der generativen Fertigung in einem Bearbeitungszentrum liegt auf der Hand. Die Herstellung komplexer Geometrien, die mit konventionellen Fertigungsverfahren nicht oder nur sehr schwierig herzustellen sind, rücken damit in greifbare Nähe. Im Falle von Geometrien, die aus dem Werkstück herausragen, kann auf überdimensionale Rohlinge verzichtet werden. Das spart Bearbeitungszeit, senkt Werkzeugkosten und die Möglichkeit, ohne Umspannung mit zerspanend weiterzuarbeiten. Speziell bei teuren oder schwer zu zerspanenden Werkstoffen ein nicht zu vernachlässigender Aspekt. „Den Auftragslaserkopf können wir auch direkt für das Laserhärten verwenden, dafür kann auf eine für das Härten optimierte Optik gewechselt werden. Damit können beispielsweise die Zahnflanken bei der Herstellung von Verzahnungen unmittelbar nach dem Fräsen gehärtet werden“, erklärt Reinhard Koll, Leiter Anwendungstechnik bei WFL.

„Die nächsten Schritte werden sein, die generativen Prozesse tiefer in die bestehenden Arbeitsprozesse zu integrieren und damit den Nutzen für unsere Kunden noch zu erweitern.
Die Handhabung der Laseroption wird noch einfacher werden und der Wechsel zwischen den Bearbeitungsschritten wird noch beschleunigt“ so Koll weiter.

Der Prozess im Detail

Für das Auftragsschweißen wird über eine Ringdüse unter Schutzgas das Metallpulver auf einen Auftreffpunkt fokussiert. Dort erzeugt der Laserstrahls, ein Schmelzbad. In diesem lagert sich das aufgeschmolzene Metallpulver an und erstarrt danach. Ein genau abgestimmtes Verhältnis von Energieeintrag und Verfahrgeschwindigkeit des Laserstrahl sowie der zugeführten Pulvermenge bestimmt die Breite und Höhe des entstehenden Materialauftrags. Das Schutzgas verhindert Oxidationsvorgänge und fungiert gleichzeitig als Träger- und Transportgas für die Pulverpartikel. Die Pulverpartikel weisen eine Größe von 100 bis 150 µm auf und sind damit groß genug, um vom 40 µm Filter der Maschine ausgefiltert zu werden. Damit ist sichergestellt, dass überschüssige Pulverpartikel die Maschinenfunktion auf Dauer nicht beeinträchtigen können. Die Auftragsraten liegen, je nach Prozessparameter, bei 1,0 mm Schichtstärke und mehr.

Für das Laserschweißen hingegen wird eine anderen Optik benötigt, da zum Spalt-/Tiefspaltschweißen eine wesentlich engere Fokussierung des Laserstrahls erforderlich ist. Ziel ist es, damit beispielsweise eine Alternative zu dünnen Tieflochbohrungen zu entwickeln. So kann man etwa einen Kühlkanal zunächst an der Außenkontur eines Bauteils fräsen und anschließend eine Abdeckung darüber schweißen. Ebenso wird es möglich, Drehteile konzentrisch zusammen zu schweißen, die zuvor in Haupt- und Gegenspindel der Maschine parallel gefertigt wurden.

Laserkopf im Werkzeugträger

Beide
Laserköpfe können mit geringem Aufwand getauscht werden. Der jeweilige Laserkopf wird über die Medienleitung mit der Laserversorgungseinheit außerhalb der Maschine verbunden. Aufgenommen wird der Laser über die WFL-Prismenwerkzeugschnittstelle. Durch die fünf interpolierenden Achsen der Millturn Maschinen kann der Laser über einen weiten Bereich geschwenkt werden. Je nach Auftragsdüse kann ein Materialauftrag bis in die Waagrechte erfolgen.



Bericht in folgenden Kategorien:
Additive Fertigung, Laser Metal Deposition (LMD)

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