Integration des Laserstrahlhärtens in Werkzeugmaschinen

Drehmaschine des Herstellers Benzinger mit integrierter Laseroptik im Antriebsraum (links)
© Fraunhofer IWS Dresden
Drehmaschine des Herstellers Benzinger mit integrierter Laseroptik im Antriebsraum (links)
Härteprozess in Drehautomaten integriert
© Fraunhofer IWS Dresden
Härteprozess in Drehautomaten integriert

Eine Möglichkeit der Verkürzung von Fertigungsprozessketten im Maschinenbau ist die Integration der Wärmebehandlung in die Anlagen und Fertigungslinien der klassischen mechanischen Fertigung.

Die Integration eines Laserhärteprozesses in eine Dreh- oder Fräsmaschine stellt eine besondere technische Herausforderung dar. Für die Bosch Rexroth AG in Lohr am Main, einer der weltweit führenden Spezialisten von Antriebs- und Steuerungstechnologien, entwickelte das Fraunhofer IWS eine auf diesem Konzept basierende Lösung zur Herstellung von Hydraulikkomponenten.

Als zentrale Komponente wird »LompocPro« zur Regelung von Laserprozessen auf vier Maschinen verwendet. Ermöglicht wurde die Lösung durch eine intelligente prioritätsgesteuerte Weichensteuerung, mit der sowohl die Zuweisung des ebenfalls zentralen Hochleistungsdiodenlasers als auch der Regelung erfolgt. Als Messsysteme werden hier die kamerabasierten Systeme »E-MAqS« eingesetzt. Sie ermöglichen eine optimale Erfassung der als Führungsgröße verwendeten Maximaltemperatur der Bauteiloberfläche. Gleichzeitig erleichtern Sie das Prozesseinrichten durch die Erfassung der gesamten Temperaturverteilung in der  Wechselwirkungszone mit dem Laser. Die Integration des Laserstrahlhärtens in die Folge der spanenden Bearbeitungen in der Drehmaschine verkürzt die Teiledurchlaufzeit vom Rohmaterial bis zur Montage von 20 Stunden auf 20 Minuten.