Lasermikrobearbeitung Hochpräzise in fünf Achsen

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Aerotech präsentiert mit dem AGV5D einen 5-Achs-Laserpräzessionsscanner, der speziell für die Lasermikrobearbeitung entwickelt wurde. Die Kombination aus Scanner und 5-Achs-Laser-Bewegungssystem ermöglicht es, hochpräzise Bohrungen, konturierte Schlitze und andere komplexe Geometrien mit Maßtoleranzen im Submikrometerbereich zu erzeugen.

5-Achs-Laserpräzessionsscanner ermöglichen unter anderem die Herstellung von vertikalen Seitenwänden in sehr tiefen Bearbeitungen. Diese Fähigkeit ist für Präzisionsanwendungen, die komplexe Geometrien und enge Toleranzen erfordern, unerlässlich. Laut Aerotech reichen die Anwendungen von der Herstellung medizinischer Geräte wie kardiovaskulärer Implantate über die Bearbeitung von Mikroelektronik bis hin zur Herstellung von Präzisionsteilen für die Automobilbranche.

Durch die Kombination von präzisen linearen Bewegungsachsen und fortschrittlicher Steuerungstechnologie bietet der AGV5D die vollständige Kontrolle über den gesamten Mikrobearbeitungsprozess, einschließlich Laser, Scankopf und Werkstückpositionierung. Dieser auf G-Code basierende Ansatz ermöglicht den Einsatz von Standard-CAM-Software für die Programmierung des Geräts.

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Der AGV5D arbeitet ähnlich wie ein 5-Achsen-CNC-Bearbeitungszentrum, nutzt aber die Vorteile der Laserbearbeitung, um maximale Präzision und Flexibilität zu gewährleisten. Durch den Einsatz eines einzigen Steuerungssystems wird eine reibungslose Koordination zwischen den Bewegungen des Laserstrahls und der Werkstückpositionierung erreicht.

5-Achs-Laser-Bewegungssystem mit G-Code-Ansteuerung

Der AGV5D verwendet RS-274-konforme G-Code-Befehle, um den Laserstrahl entlang von 2D- und 3D-Pfaden wie Linien und Bögen zu lenken. Der Strahl wird durch eine Düse am tiefsten Punkt des Scankopfes geleitet, so dass sich das Arbeitsvolumen, in dem die Laserbearbeitung stattfindet, unterhalb dieser Düse befindet. Die für die X-, Y-, Z-, A- und C-Achse programmierten Bahnen bewegen den fokussierten Punkt innerhalb dieses Arbeitsvolumens. Zusätzlich zur Strahlführung in fünf Freiheitsgraden (DOF) steuert das System auch externe X-, Y- und Z-Achsen, die das Werkstück unter dem Scankopf positionieren, um das Sichtfeld zu erweitern und die Bewegungen mit dem Strahlengang zu synchronisieren. Die softwarebasierte Maschinensteuerung Automation1 (iSMC) von Aerotech überwacht das gesamte System und koordiniert die G-Code-Trajektorien mit den leistungsstarken Aeroscript-Programmierbefehlen.

Simon Smith, European Director bei Aerotech, unterstreicht: "Automation1 ist viel mehr als ein Programmierwerkzeug - es ist eine umfassende Automatisierungsplattform mit fortschrittlichsten Datenvisualisierungs- und Prozessoptimierungsfunktionen, die in modernen Motion-Control-Systemen Standard sind." Die Möglichkeit, Parameter zu optimieren und Bewegungen sowohl in der virtuellen Steuerung als auch in der realen Hardware zu simulieren, gibt dem Anwender einen genauen Einblick in die ausgeführten Bewegungsabläufe und die Steuerung der Laserpulse.

Hohe Präzision durch thermisch optimiertes Design

Um eine optimale thermische Stabilität zu gewährleisten, enthält der AGV5D keine Elektronik im Scankopf, was die Wärmeübertragung und thermische Drift minimiert. Aktiv wassergekühlte Motoren sorgen für zusätzliche Stabilität bei längeren Bearbeitungsvorgängen. Der Scankopf arbeitet mit Sperrluft, um das Eindringen von Staub zu minimieren, während die Scanspiegel und Optiken durch direkte Gasspülung gekühlt werden. Diese Maßnahmen verbessern die Reproduzierbarkeit der Bearbeitungsergebnisse.

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