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Während des Fräsens wird der Pulverauftragskopf geparkt

Hybridmaschine: Laserauftragsschweißen und Fräsen in einer Maschine integriert
Während des Fräsens wird der Pulverauftragskopf geparkt

Während des Fräsens wird der Pulverauftragskopf geparkt
In Abhängigkeit von Laser und Düsengeometrie lassen sich mit der Lasertec65 3D Wandstärken von 0,1 mm bis 5 mm fertigen Bild: DMG Mori
Die Lasertec 65 3D ist eine Hybrid-Maschine, die das generative Laserauftragsschweißen in eine vollwertige 5-Achs-Fräsmaschine integriert. Komplettbearbeitung, Reparaturen sowie der Formenbau sind potenzielle Anwendungsgebiete.

Die Technologiekombination von Laserauftragsschweißen mittels Pulverdüse und 5-Achs-Fräsen, wie sie Sauer Lasertec aus Pfronten mit der Lasertec 65 3D bietet, ermöglicht neue Anwendungen und verschafft mehr Freiheiten bei der Wahl der Geometrie von Bauteilen. Bei dem Verfahren wird ein Auftragsprozess mittels Metallpulverdüse umgesetzt, was schneller ist als das Generieren im Pulverbett.

Die Maschine ist für die generative Fertigung mit einem 2-kW-Diodenlaser für das Laserauftragsschweißen ausgerüstet. Die 5-Achs-Fräsmaschine von Deckel Maho in stabiler Monoblock-Bauweise ermöglicht auch hochpräzise Fräsoperationen. „Die Lasertec 65 3D eignet sich aufgrund des vollautomatischen Wechsels zwischen Fräs- und Laserbetrieb für die Komplettbearbeitung komplexer Bauteile mit Hinterschnitt, aber auch für Reparaturarbeiten sowie das Aufbringen von partiellen oder kompletten Beschichtungen für den Formen- und Maschinenbau oder auch die Medizintechnik“, erläutert Friedemann Lell, Vertriebsleiter Sauer Lasertec.
Im Gegensatz zum Laserschmelzen im Pulverbett erlaubt das Laserauftragsschweißen per Metallpulverdüse auch das Herstellen großer Teile. Mit einer Baurate von bis zu 3,5 kg/h sei dieser Prozess bis zu 20-mal schneller als das Lasergenerieren von Teilen im Pulverbett.
Mit dem Diodenlaser wird das Metallpulver schichtweise auf ein Basismaterial aufgetragen und ebenso poren- wie rissfrei mit diesem verschmolzen. Dabei geht das Metallpulver eine hochfeste Schweißverbindung mit der Oberfläche ein. Ein koaxiales Schutzgas verhindert die Oxidation während des Aufbauprozesses. Nach dem Erkalten entsteht eine Metallschicht, die mechanisch bearbeitet werden kann.
Eine Stärke dieses Verfahrens ist die Möglichkeit, Schichten verschiedener Materialien sukzessive aufzubauen. In Abhängigkeit von Laser und Düsengeometrie sind Wandstärken von 0,1 mm bis 5 mm möglich. Auch können komplexe 3D-Konturen ohne Stützgeometrie schichtweise generiert werden.
Ein Teil lässt sich in mehreren Stufen aufbauen, wobei auch zwischen dem Auftragsschweißen gefräst werden kann. So werden Stellen auf Endgenauigkeit bearbeitet, die der Fräser am fertigen Bauteil aufgrund der Bauteilgeometrie nicht mehr erreicht.
Der Laser wird samt Pulverauftragskopf in die HSK-Werkzeugaufnahme der Frässpindel eingewechselt. Er kann automatisch in einer gesicherten Dockingstation geparkt werden, solange die Fräsoperationen auf der Maschine ausgeführt werden.
Die Hybrid-Maschine kombiniert die Präzision und Oberflächengüten des Fräsens mit der Flexibilität und der hohen Aufbaurate des Pulver-Auftragsschweißens. „Bei Integralbauteilen, wo heute mittels Fräsbearbeitung 95 Prozent des Materialsl zerspant wird, wird mit additiven Verfahren nur dort Material aufgebaut, wo es benötigt wird“, sagt Lell. Damit reduziere sich der Materialverlust auf 5 %. „Das führt zu signifikanten Rohmaterial- und Kosteneinsparungen.“
Gesteuert wird die Maschine über eine 19“-Ergoline mit Operate 4.5 auf Siemens 840D Solutionline. Die Steuerung für den Laserprozess ist in einem separaten Schaltschrank untergebracht, was die Integration dieses Systems in andere DMG-Mori-Maschinen erleichtert. op
Weitere Informationen Über den Maschinenbauer: www.dmgmori.com
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