Neue Impulse in der UKP-Maschinentechnik
Um das Potenzial der Laserbearbeitung mit Ultrakurzpulslasern auszuschöpfen, steht ein neues Maschinensystem für die Prozessentwicklung und Bauteilfertigung bereit. Dabei sorgt die Integration von Messtechnik und flexibler Strahlformung für durchgängige Prozessketten und ebnet den Weg zur photonischen Produktion von morgen.
Bild 1. Das Maschinensystem ›RDX1000fbs‹ der neuen Generation für die UKP-Materialbearbeitung mit High-Power-Laser, Strahformungssystem ›Flexible Beam Shaper‹ und maschinenintegrierter Messtechnik zur Entwicklung neuer Laserprozesse
Die photonische Produktion hat sich zur Schlüsseltechnologie des 21. Jahrhunderts entwickelt. Ein Teil der Prozesskette war dabei von Beginn an digital, insbesondere das Datenhandling und die Datenverarbeitung vom CAD-Modell bis zur Ansteuerung der Maschinenkomponenten. Durch zusätzliche maschinenintegrierte Messtechnik zur Vermessung der Bauteile, Condition-Monitoring-Systeme, neue Bearbeitungsoptiken und weitere Peripheriegeräte ergeben sich neue Herausforderungen bei der intelligenten Vernetzung der Komponenten und der Durchgängigkeit der digitalen Prozessketten. Diese werden als Voraussetzung für eine weitere Verbreitung der Lasertechnik gesehen und unter dem Begriff Photonik 4.0 vereint.
Anforderungen an die UKP-Maschinentechnik
In den vergangenen Jahren hat sich der Markt für UKP-Prozesse deutlich weiterentwickelt, sodass eine zunehmende Anzahl an Maschinenbauunternehmen entsprechende Systeme anbietet. Diese Maschinen bestanden bis vor einiger Zeit überwiegend aus Standard-Systemkomponenten und Softwareroutinen, die denen der bekannten Systeme für gepulste oder CW-Laserprozesse gleichen. Häufig erfordern neue UKP-Anwendungen allerdings die Entwicklung von prozessangepasster Systemtechnik, um die geforderten Qualitäten und Zykluszeiten zu erreichen. Dafür sind neben der Hardware auch entsprechende Softwarepakete sowie eine geeignete Messtechnik notwendig, um die Einrichtprozesse zu erleichtern und robuste Prozesse zu gewährleisten. In Teilen hat dies in der Vergangenheit bereits dazu geführt, dass neue System- und Softwareansätze entwickelt wurden und inzwischen kommerziell verfügbar sind. Dabei hat sich neben der Software vor allem auch die eingesetzte Systemtechnik weiterentwickelt, sodass für bestimmte Anwendungen beispielsweise Maschinen mit speziellen Bohr- oder Schneidoptiken zur Verfügung stehen.
Das Unternehmen Pulsar Photonics geht mit der Entwicklung und der Inbetriebnahme der ›RDX‹-Maschinenserie einen Schritt weiter hin zu einer universellen Plattform für die Laser-Mikromaterialbearbeitung (Bild 1). Diese nähert sich in Bezug auf Produktivität und Komplexität einer konventionellen mechanischen Bearbeitung an, behält aber gleichzeitig die Vorteile der UKP-Bearbeitung bei: höchste Präzision bei gleichzeitiger Materialunabhängigkeit. Der Schlüssel hierfür liegt darin, die Komplexität in der Bedienung einer UKP-Maschine deutlich zu reduzieren und gleichzeitig deren Anwendungsvielfalt zu erhöhen.
Mit der neuen Lasermikrobearbeitungsmaschine ›RDX1000‹ geht Pulsar Photonics zudem einen großen Schritt in Richtung Photonik 4.0. Entwickelt aus der Sicht von Anwendern, ist durch die Kombination von Ultrakurzpuls-Lasertechnik und prozessspezifischer Software eine Maschinenserie zur Lasermikrobearbeitung von Metall, Glas- sowie Keramikwerkstoffen entstanden. Neben reinen Fertigungsaufgaben können damit auch völlig neue Laserprozesse für die High-Power-UKP-Bearbeitung entwickelt und ausgeführt werden. Die wesentlichen Komponenten der Maschine sind ein High-Power-UKP-Laser, ein hochleistungstaugliches Strahlformungssystem auf Basis eines Spatial-Light-Modulators sowie maschinenintegrierte Sensorik zur Topografiemessung und zum Condition Monitoring.
Datenverarbeitung zur vereinfachten Bedienung
Mit der Anwendungsvielfalt der UKP-Laserbearbeitung steigt auch die Anzahl der benötigten Soft- und Hardwaretools, um aus einem CAD-Modell ein Serienbauteil herstellen zu können. Besonders in der Datenverarbeitung ist eine durchgängige Prozesskette ein immer wichtigeres Merkmal einer UKP-Maschine. Dabei soll die Software alle Schritte der CAD/CAM-Kette von der Modellbildung über die Prozessentwicklung bis hin zur Bauteilqualifizierung abdecken, ohne dass Informations- oder Zeitverluste an den jeweiligen Schnittstellen entstehen. Viele aktuell verfügbare Lösungen decken dabei nur einen Teil der dafür notwendigen Schritte ab, sodass der Anwender Teilabläufe entweder nicht oder nur außerhalb der Maschine manuell ausführen kann, was die Prozesskette unterbricht und den Zeitaufwand vergrößert. [...]
Hersteller:
Pulsar Photonics GmbH
52134 Herzogenrath
Tel. +49 2407 55555-0
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www.pulsar-photonics.de