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Mit Modularität und flexibler Automation fit für die Serie

Effiziente Laserprozesse sowie modulare Maschinenkonzepte in Kombination mit flexiblen Automationslösungen sind nötig, um ein großes Spektrum an Anwendungen und Losgrößen in der industriellen Lasermikrobearbeitung abzudecken. Als entscheidend erweist sich zudem die Analyse der Maschinenzustands- und Prozessdaten.

Die flexible und digitale Produktion, bei der Maschinen eine zunehmend hohe Varianz von Bauteilen mit kurzem Produktzyklus und schwindender Losgröße produzieren müssen, gilt als die große Herausforderung der Produktionstechnik in Hochlohn-Ländern. Prinzipbedingt ist hier die Mikrobearbeitung mit Ultrakurzpulslasern gegenüber anderen Verfahren als digitales und hochpräzises Fertigungswerkzeug im Vorteil. Dennoch muss die UKP-Technik bei typischen Volumen­abtragraten unterhalb von 1 cmm pro Minute grund­legend ihre Produktivität für die Serienfertigung nachweisen. Einen Ansatz bilden hierbei eine modulare Maschinentechnik, effiziente Laserprozesse mit Taktfolgen im Sekunden- bis Minutenbereich sowie eine flexible Automation, die den Duty Cycle der Lasermaschine auf deutlich mehr als 50 Prozent erhöht. In dieser Kombination lassen sich Maschinenstundensätze unter 60 Euro mit akzeptablen Stückkosten auch für ein breiteres Anwendungsspektrum erschließen und eine produktive Fertigung am Standort Deutschland realisieren.

 

Konzepte zwischen Standard- und Sondermaschine
Für den Anwender bleibt das maschinentechnische Angebot für eine flexible Produktion mittlerer Serien jenseits der einzeln zu bestückenden Universal-5-Achs-Maschine unübersichtlich. Dabei ist eine global gültige Maschinenlösung mit einheitlicher Laser- und Automatisierungstechnik sowie zunehmend softwarebasierten Lösungen quer durch das breite Anwendungsspektrum letztlich nicht realistisch. Für Maschinenhersteller bedeutet dies, die Balance zu finden zwischen den Vorzügen einer skalierbaren Produktion von Standardmaschinen und der Projektierung von Sondermaschinen für spezifische Anwendungen, Märkte und Prozesse.

 

Das Unternehmen Pulsar Photonics aus Herogenrath hat hierzu die ›RDX‹-Maschinenplattform im Baukasten-Prinzip für die 2,5D-Mikrobearbeitung konzipiert. Der Prozessfokus liegt auf dem Strukturieren und Bohren mit modularer und standardisierter Systemtechnik. Eine Lasermaschine in der Grundausstattung kann so hardwareseitig mit vergleichsweise geringem Aufwand um definierte Systemtechnik-Module zur Laserstrahl- und Prozessgasführung oder zur Bauteil-Automatisierung erweitert werden. Gleichzeitig beeinflusst die verbaute Systemtechnik wesentlich die Prozessstabilität und Bedienbarkeit einer Lasermaschine. In der industriellen Mikroproduktion werden leicht Positionsanforderungen unterhalb von 0,05 mm und Toleranzen für Strukturtiefen im einstelligen µm-Bereich gestellt. Veränderungen der Umwelt und der Betriebszustände wirken unmittelbar in diesen Toleranzbereich hinein und beeinträchtigen die Genauigkeit und Stabilität der Prozesse durchgängig über alle Fertigungs­verfahren in der Mikrotechnik hinweg. Speziell für Laserprozesse in der Mikro-Materialbearbeitung hält Pulsar Photonics einen standardisierten Systemtechnik-Satz an Sensoren bereit, die eine zeitkoordinierte Daten­erfassung ermöglichen. Dabei stellt beispielsweise die Zustandsmessung der Raumtemperatur, der Laserleistung und des Strahlprofils die not­wendigen Daten bereit, die zur aktiven Regelung und Fehlerdiagnose, für das Erreichen höherer Prozessfähigkeitsindices, die zustandsorientierte Wartung oder für Produktionsreports erforderlich sind (Bilder 1). [...]

 

 

Hersteller:
Pulsar Photonics GmbH
52134 Herzogenrath
Tel. +49 2407 55555-0
info@pulsar-photonics.de
www.pulsar-photonics.de

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