Handgeführtes Lasersystem zum Härten von Schneid- und Umformwerkzeugen
10.06.2004

Abb. 1: Prinzipskizze eines handgeführten Lasersystems zum temperaturgeregelten Härten.

Zusammen mit Industriepartnern arbeitet das LZH an der Entwicklung handgeführter Lasersysteme zur Flexibilisierung des Härtens an Umform- und Schneidwerkzeugen. Für komplexe Werkstückgeometrien soll ein neuartiges Handlaser-Werkzeug entwickelt werden, mit dem eine zeit- und kostengünstige Bearbeitung möglich ist und mit dem die Schwierigkeiten der konventionellen Verfahren durch eine präzise lokale und zeitliche Energieeinbringung vermieden werden können.

Aufbauend auf Voruntersuchungen und den Erfahrungen mit den bereits am LZH entwickelten Handsystemen zum Laserstrahlschneiden und -schweißen wurde zuerst ein Konzept für das handgeführte Härten erstellt. Besondere Berücksichtigung fand hierbei die Zugänglichkeit bei komplexen Bauteilgeometrien, die durch ein entsprechendes Antriebskonzept und eine kompakte Strahlführung gewährleistet werden muss.

Zur Zeit wird ein kompaktes System für 3D-Härtespuren in strukturkritischen, hoch­beanspruchten Werkzeugbereichen aufgebaut. Die im LZH zur Verfügung stehenden Nd:YAG-Laser mit maximal 4 kW Ausgangsleistung werden als Lasersysteme verwendet. Die Temperaturregelung wird auf Basis des am LZH entwickelten pyrometerbasierten TemCon®-Systems erfolgen. Auch die Ausarbeitung eines umfassenden Sicherheits­konzeptes für die industrielle Praxis ist Teil des gemeinsamen Projektes

Für die Untersuchungen sollen in erster Linie die Stahlwerkstoffe 1.2311, 1.2379, 1.2333 und GGG70 verwendet werden.

Unter Berücksichtigung realer Konturverhältnisse werden die Antriebskonzepte erprobt und angepasst. Außerdem sollen die Grenzen der Zugänglichkeit ermittelt werden. Parallel dazu soll der Einfluss des Strahleinfallswinkels sowie verschiedener Strahl­formen (u.a. Linienform durch Zylinderlinse) und scannender Spiegeloptiken auf die Härteergebnisse systematisch untersucht werden.

Die Industriepartner im Projekt sind die BMW AG, Eifeler Lasertechnik GmbH, Feintool Research & Development Ltd., Mobil Laser Tec GmbH, Salzgitter AG und Schuler Held Lasertechnik GmbH. Das Projekt, das bis Mitte 2005 läuft, wird aus Mitteln der AiF durch die Europäische Forschungsgesellschaft für Blechverarbeitung e.V. gefördert.

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Michael Botts
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Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) ist eine durch Mittel des Niedersächsischen Ministeriums für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr unterstützte Forschungs- und Entwicklungseinrichtung auf dem Gebiet der Lasertechnik.