1-2016

Produktion
Bild 3: Verfahrensintegration
auch bei der
Lasermikrobearbeitung:
medizintechnisches
Instrument, bei dem
definierte Geometrien
lasergeschnitten und
anschließend geschliffen
werden
Modular, kompakt und im
höchsten Maße flexibel
swisstec hat die Kundenbedürfnisse
erkannt, analysiert und
führt den Trend hin zur Multi-Achs
Laser-Mikrobearbeitung an und
bietet kompakte Anlagen an, die
modular konzipiert sind und dem
Kunden auch für zukünftige Anforderungen
ein Höchstmaß an Flexibilität
ermöglichen. Jetzt schon
ist die individuelle Auswahl der
Strahlenquelle wie CW Faserlaser
(„continuous wave“) und UKP
Femtosekunden-Laser („Ultrakurzpuls“)
und diese in verschiedenen
Wellenlängen im grünen und IR
bzw. UV-Bereich („Infrarot bzw.
Ultraviolett) möglich. Das Gleiche
gilt auch für diverse Bearbeitungsmöglichkeiten
wie Laserschneiden,
-bohren, -schweißen
und -abtragen.
Laser und Mechanik in
einem Prozess verbunden
Flexibilität bedeutet Anpassungsfähigkeit
an wechselnde
Umstände und swisstec setzt
dies in der Zusammenführung
von Laserprozessen und mechanischen
Bearbeitungsschritten
um, und zwar in nur einer Anlage.
In der Praxis wird dies am Beispiel
einer konkreten Kundenapplikation
deutlich. Dabei handelt es
sich um ein Produkt aus der Medizintechnik,
im Durchmesser von
0,27 bis 0,8 mm. Dieses erfordert,
neben der Laserbearbeitung, auch
das mechanische Schleifen und
Umformen (Konifizieren) (Bild 3).
Das Konzept sieht hierfür standardmäßig
die X-Achse (dynamischer
Vorschub des Stangenmaterials)
und die A-Achse (Rundachse)
vor. Zusätzliche aber verfügt
die Anlage über eine Achse
für den Querversatz des Schneidlasers
(Y) und für die Radiuskompensation
(Z).
Bild 4: Komplettbearbeitung
medizintechnischer
Produkte: Neben der
Lasermikrobearbeitung
werden auch
Umformoperationen,
mechanisches Konifizieren,
das Verschweißen von
Rohrenden mittels
Faserlaser sowie das
Schleifen unterschiedlichster
Geometrien integriert
Multi-Achs Laser-Mikrobearbeitung
mit bis zu
acht Achsen
Die Feinbearbeitung wird von
einer weiteren Achse übernommen.
Hierfür kommt eine HSC-
Schleifspindel zum Einsatz, welche
das Produkt mit einer Drehzahl
bis 60.000 min -1 bearbeitet.
Die integrierte Schwenkachse
erlaubt eine individuelle Winkelstellung,
während eine weitere
Achse für die axiale und radiale
Zustellung der Schleifspindel sorgt.
Somit können vielfältige Rohrgeometrien
einer Schleifbearbeitung
unterzogen werden (Bild 4). Darüber
hinaus entfallen Handlingszeiten,
mögliche Umspannfehler
werden vermieden, die Bearbeitung
erfolgt wesentlich schneller
und die Qualität bleibt konstant
hoch.
Bei dem Konifiziervorgang
wird die Spitzengeometrie erstellt
(Bild 5). Hierbei wird das motorisch
angetriebene Konifizierwerkzeug
(swisstec pat.) eingesetzt
um die Spitze oder Mantelfläche
des Rohres in der Form zu
verändern. So wird dadurch die
ursprüngliche Dicke des Werkstücks
/ der Wandstärke nicht
abgetragen (Bild 2).
Der Laserschweißpunkt sorgt
für die Dichtheit und Rundheit der
Spitze. Nachdem die komplette
Spitzengeometrie mit einem diamantenbeschichteten
Werkzeug
überschliffen wurde, kommt der
Schneidelaser zum Einsatz und
schließt die Bearbeitung ab.
Zusammengefasst lässt sich der
komplette Bearbeitungsprozess
wie folgt darstellen:
• vollautomatischer Materialvorschub
ab langem Rohr
• das Rohr wird auf der Stirnseite
geschnitten
• die Spitze / Mantelfäche konifiziert
• im Anschluss erfolgt die Verschweißung
der Spitze
• Schleifen der Spitze und des
Konus
• Schneiden weiterer Rohrkonturen
• Ablängen des Bauteils
• Vollautomatische Teile Entnahme
mit Handling-System
Dabei variieren die Zykluszeiten,
je nach Aufwand, zwischen 10 bis
50 s. Ein immer wieder überarbeitetes
Konzept sowie eine kontinuierliche
Entwicklungsarbeit ermöglichen
eine weitere Optimierung
und Rationalisierung der Arbeitsschritte
ohne dabei auf Prozesssicherheit,
Präzision oder Qualität
zu verzichten. Die optimalen
Ergebnisse und geringen Stückkosten
sprechen für sich. Darüber
hinaus überzeugen auch die
geringen Abmaße, vor allem in
der Praxis, denn Raum ist nicht
immer genügend vorhanden und
wenn ja, kostet dieser Geld. Die
Anlage mit bis zu acht Achsen
integriert in der modularen Bauweise
sowohl die Strahlenquelle
(fs-Laser zum Schneiden, Faserlaser
zum Schweißen) als auch das
Achsen-Steuerungsmodul ›Powerbox‹
mit 19 4/6 HE + 24/7-Bearbeitung
Höhe für bis zu acht NC-
Achsen (swisstec pat.) (Bild 1).
swisstec
micromachining ag
info@swisstecag.com
www.swisstecag.com
Bild 5: Filigrane medizintechnische Instrumente, bei denen lasergeschnitten, -gebohrt und
eine definierte Geometrie mittels einer Konifiziereinheit erzeugt wird. Zudem lassen sich
mithilfe des integrierten Vision-Systems die bearbeiteten Geometrien automatisch vermessen
meditronic-journal 1/2016
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