Laser-Erwärmung erweitert die Bearbeitungsgrenzen beim Umformen und Schneiden
Gewindedurchzüge, Distanz-, Lagerungs- oder Versteifungselemente werden in Bleche häufig durch ein Umformverfahren eingebracht – das sogenannte Kragenziehen. In der konventionellen Fertigung gelangt dieses Verfahren jedoch gerade bei Blechen aus hochfesten Stählen, Aluminium und Titan schnell an seine Grenzen und es kommt zu Einschnürungen und Rissen im Kragenrand, die das Blechbauteil unbrauchbar machen. Lokales Erwärmen, etwa mit dem Laser, kann die Werkstoffe soweit entfestigen, dass sie sich leichter umformen lassen. Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT aus Aachen zeigt auf der Blechexpo vom 3. bis 6. November 2015 in Stuttgart, wie das Kragenziehen, Scherschneiden und Lochstanzen durch Lasereinsatz leistungsfähiger werden.
Mit der modularen Erweiterung »hy-PRESS III«, die das Fraunhofer IPT für kommerzielle Pressensysteme entwickelt hat, lassen sich die Aufweitverhältnisse und Kragenhöhen durch Unterstützung des Lasers beim Kragenziehen deutlich verbessern. Bei vorab durch konventionelles Scherschneiden gelochten Blechen erhöhen sich beispielsweise die erreichbaren Aufweitverhältnisse fehlerfrei bis auf Werte über 3 di/do.
Auch für andere Verfahren zeigen sich deutliche Verbesserungen durch die gezielte Wärmeeinbringung: Beim Scherschneiden von Zahngeometrien konnten Glattschnittanteile von mehr als 80 Prozent erzielt werden. Und auch beim Lochstanzen war eine Steigerung der Aspektverhältnisse zu beobachten.
Praxistests des hy-PRESS-Systems haben außerdem gezeigt, dass die Unterstützung der Prozesse durch den Laser die Standzeit der Werkzeuge weit über 50 Prozent verlängert. Das System übertrifft damit die konventionelle Blechbearbeitung sowohl beim Scherschneiden als auch beim Biegen, Prägen, Tiefziehen und Kragenziehen.
Das neu entwickelte hy-PRESS-III-System, das auf der BlechExpo vorgestellt wird, verfügt über eine Bearbeitungsfläche auf dem durchlaufenden Band von 160 x 160 mm². Innerhalb dieses Erwärmungsbereichs können unterschiedliche Blechwerkstoffe mit einer Strahlablenkgeschwindigkeit von mehr als 20 m/s und einer Laserleistung bis 5 kW lokal erwärmt werden. Im Folgeverbundwerkzeug ist, abhängig vom eingesetzten Material und der zu erwärmenden Fläche, eine laserunterstützte Bearbeitung mit bis zu 240 Hüben pro Minute möglich.
Das hy-PRESS-III-System wird vom 3. bis 6. November 2015 in Stuttgart auf der Blechexpo in Halle 7, Stand 7218, ausgestellt.