Zerspanung Multitalent Hybridmaschine spart Bearbeitungskosten

Ein neues Fertigungsspektrum eröffnet eine Hybridmaschine, bei der eine Laserschweißeinheit mit dem Werkzeugwechsler ein- und ausgewechselt werden kann. Neben der Möglichkeit des Fräsens kann zusätzlich Material aufgetragen werden. Somit können Bauteile repariert oder gezielt Verstärkungen aufgebracht werden.

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Für einen Hersteller von zerspanenden Werkzeugmaschinen ist es komplettes Neuland, sich neben abtragenden Bearbeitungsverfahren mit dem Auftragen von Material zu beschäftigen. Allerdings zeigen sich gerade im Bereich der teuren und hochwertigen Bauteile interessante Einsatzmöglichkeiten für die Verfahrenskombination von Auftragen und Abtragen. Noch attraktiver wird diese Kombination, wenn beide Verfahren in einer Maschine verknüpft werden. Denn dann entfallen unnötige Verfahrensschritte, wie das Handling von einer Maschine zur anderen, und damit Umspannfehler und lückenhafte Prozessdokumentationen.

Der entscheidende Vorteil einer neuen Baureihe ist der Einsatz unterschiedlichster Fertigungsverfahren auf kleinstem Raum. Zum ersten Mal ist es gelungen, eine Laserschweißeinheit so zu verkleinern, dass sie mithilfe des Werkzeugwechslers ein- und ausgewechselt werden kann. Bild 1 zeigt den Blick in das Werkzeugmagazin der HSTM-Maschine. Oben ist ein normales Fräswerkzeug zu sehen, in der Mitte ein Messtaster und unten mit rotem Grundkörper die Laserschweißeinheit.

Kompakte Bauweise reduziert die Gefahr von Kollisionen

Alle drei Einheiten können über die Standardschnittstelle HSK 63 in die Frässpindel der Maschine eingewechselt werden, sodass die Frässpindel entweder zur spanenden Bearbeitung eingesetzt wird oder als Halter für die Schweißeinheit. Aufgrund des kleinen Bauraums entsteht so ein System, das auch in einer normalen Fräsmaschine problemlos untergebracht werden kann. Bild 2 zeigt den Einsatz des Schweißkopfs an einem Luftfahrtbauteil.

Diese kompakte Bauweise reduziert die Gefahr von Kollisionen und ist universell einsetzbar. Durch diesen Kopf werden der Laserstrahl, das aufzuschweißende Pulver und das Schutzgas transportiert. Technologisch ist das Auftragen aller schweißbaren Materialien möglich. Durch die sehr gezielte Aufbringung der Erwärmung kann auch der Verzug am Werkstück sehr klein gehalten werden. Materialuntersuchungen zeigen, dass die Qualität der Schweißverbindung den strengen Anforderungen der Luftfahrtindustrie entspricht. Bild 3 zeigt ein Beispiel für ein aufgeschweißtes Bauteil.

Jedes Werkzeug wird präzise positioniert

Der Vorteil bei dieser Bearbeitung ist, dass die Genauigkeiten der Fünf-Achs-Fräsmaschine bezüglich der Positionierung der Bewegungsachsen natürlich auch für den Schweißprozess zur Verfügung stehen. Somit können Schweißkonturen mit Genauigkeiten besser als 0,2 mm umgesetzt werden. Weiterhin wird in der Maschine das Werkstück nicht ausgespannt, sondern es werden nur die Werkzeuge gewechselt. Dies geschieht über die Standardschnittstelle HSK 63, die eine sehr präzise Wiederholbarkeit im 2-µm-Bereich sicherstellt. Somit wird jedes Werkzeug präzise positioniert.

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