Neo Laser

Der zweistufige LaserDrill-Prozess

1. Schritt: Ein Konus wird aus dem Werkstück abgetragen (siehe Grafik 1, Bild links), die Oberfläche wird nahezu orthogonal bestrahlt. Die entstehenden Wände sind nicht senkrecht.
2. Schritt: Die Wände des Konus werden unter einem spezifischen Einfallswinkel vom Laser bearbeitet, sodass der Konuswinkel vollständig abgetragen werden kann. Dafür wird das Werkstück durch die mechanischen Achsen der Maschine umpositioniert (siehe Grafik 1, Bild Mitte).

Grafik 1: Schematischer Schnitt vom Werkstück. In Blau die Volumen, die bearbeitet werden. Abb. links: Schritt 1 – Abtragung Konus aus Werkstück. Abb. Mitte: Bearbeitung der Wände des Konus mit Laser. Abb. rechts: fertiges Ergebnis.  

Zwecks eines möglichst effizienten Prozesses wird das Loch typischerweise in mehrere Scheiben mit rund 1 mm Dicke unterteilt. Der zweistufige Prozess erfolgt auf jeder einzelnen Scheibe. Dadurch entsteht am Ende der Bearbeitung einer Scheibe eine zylindrische Senkung. Dies wird bis zur gewünschten Tiefe mehrmals wiederholt. Dadurch wird vermieden, dass ein Teil der Laserenergie von den Wänden absorbiert und in Wärme umgewandelt wird.

Der zweite Schritt ist im Detail komplexer, da die schräge Wand um den ganzen Perimeter des Lochs liegt. Das im zweiten Schritt abzutragende Volumen ist ringförmig und wird in Segmente unterteilt, um diese einzeln zu bearbeiten. Dies geschieht, nachdem das Werkstück umpositioniert wurde (siehe Grafik 2). Dieser komplexe Prozess erfolgt jedoch mit wenigen Parametern, so dass es den Maschinenbediener nicht tangiert.


Grafik 2: In Blau dargestellt ein Segment (1/4 des kompletten Rings), das unter einem Winkel bearbeitet wird. Im Bild zu sehen sind drei der vier Schritte im Bearbeitungsprozess der Segmente. Das Werkstück wird für jedes Segment umpositioniert.

Der zweistufige Prozess macht es möglich, dass Löcher in guter Qualität besonders schnell in Platten abgetragen werden. Dazu einige Angaben zur möglichen Bearbeitungsdauer:

«Ein grosser Gewinn ist die Zeitersparnis beim Schleifprozess durch das Vorlasern: Bei normalen umfanggeschliffenen Platten liegt sie bei 20 bis 30 Prozent, was zugleich unsere Produktivität erhöht. Zusätzlich können wir beim Verbrauchsmaterial erheblich Kosten einsparen. Vor allem der Bedarf an Schleifscheiben hat sich dank Neo reduziert, womit wir ressourcensparender und materialeffizienter arbeiten können. Ein weiterer grosser Pluspunkt ist, dass uns die Neo ganz neue Möglichkeiten eröffnet: das Einlasern von Schraubenlöcher und Spanmulden in Wendeschneidplatten. Zudem können wir künftig mit der Neo sehr schnell und in geforderter Qualität Spanbrecher-Geometrien lasern.»

«Für Full-Face-Platten aus CBN oder PKD benötigen wir bisher eine Senkerodiermaschine. Die Bearbeitung bestand, vereinfacht gesagt, aus zwei Operationen: Erst die Herstellung des Durchgangslochs, also zylindrisch durch die ganze Platte, danach von der Senkung. Wir benötigten drei Elektroden pro Loch: Eine für das Durchgangsloch, eine für die Senkung und die dritte für das Schlichten. Die Elektroden müssen dabei gedreht und dann im Elektrodenhalter ausgerichtet werden. Das bedeutete viel Zeit und hohe Kosten. Mit der Neo Laser benötigen wir nun kein kostspieliges Verbrauchsmaterial mehr. Ein weiterer Vorteil gegenüber der Senkerodieranlage: Auf der Neo sind wir massiv schneller unterwegs! Die Ausrichtung der Elektroden entfällt komplett. Die Neo braucht lediglich zwei bis drei Minuten für eine Senkung in CBN oder PKD Full-Face-Platte, mit Senkerosion benötigen wir für die gleiche Senkung sechs bis sieben Minuten: Neo ist also zwei- bis dreimal schneller.» 

«Ja. Gewisse Materialien bereiten Schwierigkeiten bei der Bearbeitung mittels Senkerosion. Zum Beispiel können nichtleitende Materialien wie Keramiken gar nicht verarbeitet werden. Weiter reagieren gewisse leitende Materialien empfindlich auf Erosion und sind deshalb heikel. Auf der Neo Laser können wir all diese Materialien hingegen bearbeiten.»

«Zum Schruppen. Dabei wird der Grossteil aller PKD-Werkstücke, die auf den Umfangsschleifmaschinen produziert werden, auf der Agathon Neo vorbearbeitet. Auf anderen Maschinen geschliffene Platten werden zu 40 bis 50 Prozent vorgelasert. Bei diesen Arbeitsprozessen profitieren wir von der kompakten und ergonomischen Konstruktion der Neo und ihrer guten Zugänglichkeit.»

«Die Bedienung ist sehr angenehm und auch das Einrichten von verschiedenen Positionen geht bequem und nutzerfreundlich vonstatten. Die Programmierung ist einfach und mit der einheitlichen Agathon-User-Experience sehr übersichtlich. Da wir bereits andere Maschinen wie Evo Combi, Leo Peri und die 400 Penta von Agathon in Gebrauch haben, kennen wir uns mit der Oberfläche bereits hervorragend aus.»

«Die Neo läuft und arbeitet wirklich höchst zuverlässig, Ausfälle sind eine Seltenheit. Die Maschine steht auch übers Wochenende einwandfrei im Einsatz. Sie ist für eine hohe thermische Stabilität optimiert, womit sie für ein stabiles Produktionsumfeld und perfekte Teilequalität sorgt. Sämtliche Handling-Tools, Anbauteile und das HMI haben den industriellen Agathon-Standard, sind also von Top-Qualität, strapazierfähig und optimal aufeinander abgestimmt.»

«Ihre bestechende Genauigkeit sowie das unkomplizierte Umrüsten. Zudem ist sie für Sonderplatten optimal geeignet. Attraktiv ist auch die effiziente Automationseinheit, die jederzeit nachrüstbar ist und eine bedarfsgerechte Investition ermöglicht. Sie lässt sich mit bis zu zwei Paletten bestücken.»