Mechanische
Bauteile und Baugruppen sind einem zunehmenden Trend zur Massenreduktion bzw.
Miniaturisierung bei gleichzeitiger Steigerung der Leistungsfähigkeit
unterworfen.
Die gewachsenen
Anforderungen zwingen die Konstrukteure immer häufiger zum Einsatz von
hochfesten bzw. hochtemperaturbeständigen Werkstoffen, wie z.B. Titan,
Nickelbasislegierungen oder Stellite. Diese Werkstoffe setzen aber nicht nur
den im Betrieb auftretenden Belastungen eine hohe Widerstandsfähigkeit
entgegen, sondern auch der spanenden Bearbeitung. Teilweise werden dabei
bereits die Grenzen der Bearbeitbarkeit erreicht. Als Beispiel kann die
spanende Formgebung an Verschleißkantenaufschweißungen von Umformwerkzeugen,
wie sie im Karosseriebau verwendet werden, angeführt werden. Versuche haben
gezeigt, dass hier eine wirtschaftliche Bearbeitung kaum möglich ist.
Ein Ansatz zur
Lösung dieser fertigungstechnischen Problemstellung ist die Warmzerspanung mittels Laservorwärmung. Die partielle Erwärmung des Werkstoffs führt zu dessen
lokaler Entfestigung, wodurch die Schnittkräfte reduziert und die Werkzeugstandzeiten
erhöht werden können.
Zielsetzung
Trotz der hervorragenden
Perspektiven des laserunterstützten Fräsens findet eine industrielle Anwendung
praktisch noch nicht statt. In dem vom BMBF geförderten Projekt „Laserunterstütztes
Fräsen hochfester Werkstoffe“ ist es das Ziel, ein Fräswerkzeug mit Laser-Freistrahlführung
zu entwickeln und für die industrielle Anwendung zu qualifizieren.
Vorgehensweise
Das iwb bearbeitet innerhalb des Forschungsprojekts mehrere Teilprojekte. Ziele dieser Teilprojekte umfassen die folgenden Punkte:
Prozessfensteridentifikation
Lasersicherheit
Simulation des Wärmeeintrags
Konstruktion des Fräskopfes sowie der Lasernachführeinheit
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