Um auch komplexe Strukturen – zum Beispiel Elektrobleche für den Antrieb oder Generatoren – schnell und zuverlässig zu schneiden, setzen die Forscher des Fraunhofer-Instituts für Werkstoff- und Strahltechnik IWS Faserlaser beim Remote-Schneiden ein. Bei diesem Verfahren wird der Lichtstrahl durch schwenkbare Umlenkspiegel einer Scanneroptik bewegt. Die Geschwindigkeit des Laserspots beträgt einige Meter pro Sekunde. So lassen sich auch kompliziert geformte Teile in wenigen Sekunden schneiden.
Projekt BRIOLAS
Wie leistungsfähig das Verfahren ist, zeigen die Arbeiten der IWS-Forscher. Sie haben eine Lochmatrix aus 100 Kreisen mit einem Durchmesser von 6,5 Millimetern (mm) in unterschiedlichen Blechstärken aus Edelstahl geschnitten. Die 50 Mikrometer (µm) dünnen Bleche konnten in nur 1,2 Sekunden geschnitten werden. Bei 0,2 mm dicken Blechen beträgt die Bearbeitungsgeschwindigkeit 2,6 Sekunden. Den Forschern gelang es, komplexe Schnitte mit einer Geschwindigkeit von 100 Metern pro Minute zu fertigen. Zum Vergleich: Bei herkömmlichen Verfahren liegt die mittlere Schneidgeschwindigkeit bei vielschichtigen Konturen bei etwa 20 Meter pro Minute.
In dem vom Forschungsministerium geförderten Projekt BRIOLAS erarbeiten IWS-Wissenschaftler nun weitere Grundlagen für das Remote-Laserstrahlschneiden mit brillanten Hochleistungslasern. Erste erfolgreiche Experimente haben gezeigt, dass die Nutzung der Remote-Technik für das Laserschneiden eine zukunftsweisende und hochproduktive Technik für die flexible Bearbeitung von Metallblechen oder -bändern ist.
Laser produzieren Airbags
Das Remotelaser-Schneiden erhöht auch die Produktivität bei der Herstellung von Airbags. Front-, Seiten-, Fenster-Airbags – neue Wagen sind mit einer Vielzahl unterschiedlicher Luftkissentypen ausgestattet. Diese Typenvielfalt erfordert eine flexible und hochproduktive Anlagentechnik. Bislang schneiden Gaslaser die Luftsackteile aus bis zu drei Meter breiten Polyamidgewebebahnen heraus. Der thermische Schnitt verschmilzt die Gewebekante, das Material franst nicht aus. Bis zu 20 Materiallagen können gleichzeitig geschnitten werden. Allerdings ist die Schnittqualität der einzelnen Lagen recht unterschiedlich.
20 Meter pro Minute
Forscher des IWS haben eine Remote-Bearbeitung mit einem kontinuierlichen Vorschub der Gewebebahnen kombiniert. Gemeinsam mit der Firma Held Systems Deutschland wurde die neue Generation von Airbag-Laserschneidanlagen gebaut. Damit lassen sich 2,5 Meter breite Gewebe mit einer Materialdurchlauf-Geschwindigkeit von bis zu 20 Meter pro Minute mit einer Genauigkeit von 0,5 Millimetern schneiden. Die ersten Systeme sind bereits in der Industrie im Einsatz. Damit konnten die Unternehmen die Produktivität gegenüber dem herkömmlichen Mehrlagenschnitt um 50 bis 90 Prozent steigen.
Birgit Niesing / Fraunhofer-Magazin
Stand: 05.06.2009
