TRENDMultitalent Laser Bild 2: Wendeschneidplatte mit eingelaserter Spanleitgeometrie aus SiAlON (links) und Testwerkzeug (Bohrstange, L/D = 1/6). Bild: GFE Bild 3: Spanbildung ohne Spanleit stufe (links) und mit Spanleitstufe (rechts). Bild: GFE Die Autoren Andreas Schulte, Stefan Marr und Dr.-Ing. Reiner Schwäblein, GFE – Gesellschaft für Fertigungstechnik und Entwicklung Schmal - kalden e.V. lich vergrößert. Durch die Entwicklung der Spanraumgeometrien in keramischen Schneidstoffen, der dafür notwendigen Laserbearbeitungstechnologien und dem Nachweis der Funktionsfähigkeit solcher Werkzeuglösungen, wurde die Voraussetzung für die Überführung der Projektergebnisse in die Anwendungsfelder von Werkzeuganwendern und -herstellern geschaffen. Die Laserbearbeitung zeigte sich als äußerst flexibel bei der Herstellung der verschiedensten Spanraumgeometrien, da sie nahezu keine Einschränkungen bei der geometrischen Formgebung der Spanleitgeometrie aufweist. Insbesondere im Bereich von prototypischen Werkzeugen bzw. sehr kleinen Stückzahlen zeigt die Laserbearbeitung Vorteile gegenüber den klassischen Herbohren) im Versuchsfeld der GFE Schmalkalden e.V. durchgeführt. Bei der Bearbeitung von EN-GJS-500 konnten gegenüber den Ausgangs-/Referenzwerten einer Industrieanwendung deutlich gesteigerte Zerspanungsparameter erreicht werden. Durch die neue Spanraumgeometrie konnte eine wesentlich stärkere Verformung des Spans erreicht werden. Dadurch kommt es zu einem verbesserten Spanbruch und kleineren Spänen (Bild 3). Somit konnten die Ergebnisse aus der Zerspansimulation bestätigt werden, welche eine größere Verformung des Spans durch die Spanleitgeometrie zeigten. Des Weiteren wurde durch die Simulation deutlich, dass weniger Spannungen in die Werkstückoberfläche eingebracht wurden. Fazit Die Zerspanergebnisse mit den wie beschrieben entwickelten Werkzeuglösungen zeigen eine deutliche Verbesserung bei der Spanbildung. Der „erzwungene“ Spanbruch gewährleistet gleichzeitig eine verbesserte Spanabfuhr und somit eine deutlich verbesserte Werkstückoberfläche. Durch die Möglichkeit, Spanleitstufen in keramische Schneidstoffe mittels Laser einzubringen, wurde das Einsatzspektrum keramischer Werkzeuge deut- Laserpulsabstand [μm], Basis-Laserfrequenz [Hz], Schichtabstand [μm], Spurabstand [μm] wurden die Bearbeitungstechnologien an den jeweils zu bearbeitenden Werkstoff angepasst. In Bild 2 ist eine SiAlON-Wendeschneidplatte mit gelaserter Spanleitgeometrie beispielhaft dargestellt. Mit den so hergestellten Werkzeugen wurden umfangreiche Zerspantests zur Bohrungsbearbeitung (Aufstellungsverfahren wie Schleifen und Sintern. So ist es möglich, in einem vergleichsweise sehr kurzen Zeitraum aus einem CAD-Modell reale Werkzeuge herzustellen. Die Zerspanungsuntersuchungen haben gezeigt, dass durch die Spanraumgeometrien deutliche Steigerungen der Zerspanparameter von bis zu 60 % möglich sind. Auch für hier nicht untersuchte Werkstoffe und Schneidstoffe sind solche Steigerungsraten durchaus denkbar. ■ GFE – Gesellschaft für Fertigungstechnik und Entwicklung Schmalkalden e.V. www.gfe-net.de 26 Juni 2018
Tag des Lichts erinnert an die Geburtsstunde des Lasers Laser hat die Welt substanziell verändert Das Herz der Metallbearbeitung schlägt in Stuttgart! Am 16. Mai wurde zum ersten Mal der Internationale Tag des Lichts gefeiert. Bild: UNESCO ■■■■■■ Auf das Jahr des Lichts 2015 folgte 2018 der Internationale Tag des Lichts. Premiere für den UNESCO-Aktionstag war am 16. Mai. Das Datum ist dabei bewusst gewählt: Der 16. Mai 1960 war die Geburtsstunde des Laserlichts. Der Amerikaner Theodore Maiman brachte den ersten Laser zum Leuchten und gab damit den Startschuss für eine rasante Entwicklung hin zu den vielfältigen und leistungsfähigen Laserlichtquellen von heute. „Inzwischen ist der Laser ein nicht mehr wegzudenkendes Instrument, von der Industrie beispielsweise zum Schweißen, über die Kommunikationstechnologie und die Holografie bis hin zur Medizin etwa in der Krebstherapie, der Dermatologie oder der Augenheilkunde“, erklärt Dr. Lutz Möller, stellvertretender Generalsekretär der Deutschen UNESCO-Kommission, im Gespräch mit dem Industrieverband Spectaris. Laser werden heute, neben den bekannten Anwendungen aus dem Alltag auch in der Forschung eingesetzt, beispielsweise zum Nachweis von Gravitationswellen – wofür 2017 der Nobelpreis verliehen wurde. „Der Laser hat unsere Welt substanziell verändert. Vermutlich werden wir künftig noch ganz neue Einsatzfelder entdecken, gerade auch als Instrument dafür, unser Leben auf einem Planeten mit begrenzten Ressourcen nachhaltiger zu machen“, sagte Möller. Die mehr als eintausend deutschen Photonik-Unternehmen sind zurzeit besonders erfolgreich in der Lasermaterialbearbeitung, in optischen Halbleiterproduktionsausrüstungen und in den optischen Gesundheitstechnologien. „Für die Branche gibt es große Zukunftsmärkte. Zu nennen wäre hier die gesamte Thematik Industrie 4.0 sowie Smart Factories, wo sehr viel optische Sensorik, Bilderfassung und -verarbeitung benötigt wird. Auch die Automobilbranche wird mit Blick auf das autonome oder teilautonome Fahren eine große Rolle für uns spielen“, ergänzt Spectaris-Geschäftsführer Jörg Mayer. ■ NEU: amb-messe.de Spectaris Deutscher Industrieverband für optische, medizinische und mechatronische Technologien e.V. www.spectaris.de AMB Sonderschau und Kongress „Digitale Wege in der Produktion“ Juni 2018 27
