Zerspanung der nächsten Generation
In den vergangenen Jahren entwickelte sich die Additivtechnologie dank großer Fortschritte weit über das Thema Rapid Prototyping hinaus. Die additive Fertigung erweist sich mit Laserauftragsschweißen („Laser Metal Deposition“ – LMD), partiellen Reparaturarbeiten, Beschichtung und Härtung als wertvoller Bestandteil der gesamten Lieferkette. Gleichzeitig bleiben konventionelle Fertigungsverfahren wie Drehen, Fräsen und Schleifen essenziell für die Endbearbeitung hochwertiger Komponenten. Okuma entwickelte daher eine Lösung, mit der all diese Anforderungen gleichzeitig erfüllt werden können und die das Beste aus additiver und subtraktiver Fertigung vereint.
Die Technologie der additiven Fertigung ermöglicht die Produktion komplexer Werkstücke, die ohne generative Verfahren oft nicht herstellbar sind. Sie eignet sich besonders bei kleineren Stückzahlen und ist eine effektive Lösung, wenn es darum geht, Teile an individuelle Anforderungen anzupassen. Variationen bereits vorhandener Produkte können damit kostengünstig hergestellt werden.
Laserauftragsschweißen
Eine äußerst leistungsstarke additive Fertigungsmethode ist Laserauftragsschweißen (LMD). Dabei werden Bauteile auf Basis eines CAD-Modells erzeugt. Um die gewünschte Form zu generieren, werden Schichten aus einem oder mehreren Materialien aufeinander angebracht. Zunächst erzeugt der Laser dafür auf der Komponentenoberfläche ein Schmelzbad. Dann wird Metallpulver über eine Düse zugegeben, woraus Schmelzperlen entstehen, die miteinander verschweißt werden. Die Schichten können entweder auf einem bestehenden Körper angebracht werden, oder es werden völlig neue Strukturen geschaffen. LMD senkt die Materialkosten, da im Vergleich zu herkömmlichen Fertigungsverfahren deutlich weniger Abfall entsteht.
Super-Multitasking-Maschinen
Für noch leistungsfähigere Multitasking-Maschinen hat Okuma in den vergangenen Jahren vermehrt in Forschung und Entwicklung investiert. Die LASER EX Serie des Herstellers ist in der Lage, konventionelle Bearbeitungen wie Fräsen, Drehen und Schleifen durchzuführen. Selbst schwer zerspanbare Materialien wie Titan oder Inconel können problemlos bearbeitet werden. Ausgestattet mit einem leistungsstarken Laser des Branchenführers TRUMPF machen die Maschinen hochwertiges LMD möglich. Bis zu vier verschiedene Metallpulver können somit in einem einzigen Arbeitsschritt verarbeitet werden. Die Pulver können automatisch während des Betriebs gewechselt werden. Ein Düsenwechsel ist nicht erforderlich. Dies steigert die Effizienz der Bearbeitung von Werkstücken aus mehreren Materialien beträchtlich. Im Vergleich zu Drehen oder Fräsen ermöglicht LMD eine wesentlich höhere Werkstückkomplexität. Sogar komplizierte Teile wie Turbinenschaufeln mit integrierten Kühlkanälen können mit LMD hergestellt werden.
Einfache Teilreparaturen
Einer der größten Vorteile additiver Fertigung ist, dass verschlissene Bauteile nicht mehr komplett ausgetauscht werden müssen, was häufig Wartezeiten zur Folge hatte. Dank LMD können einfache Reparaturen kostengünstig direkt vor Ort vorgenommen werden. Das Metallpulver wird dazu direkt auf die beschädigte Stelle des Werkstücks aufgeschweißt. So erlangt das Bauteil wieder seine ursprüngliche Festigkeit. Im Anschluss an diese Reparaturen lässt sich mit den LASER EX Maschinen von Okuma in einem Schlichtdurchgang die gewünschte Oberflächenqualität erzielen.
Laserhärten in einer Aufspannung
Die LASER EX Serie von Okuma wird auch den Anforderungen der Branchen gerecht, die sich auf die Kleinserienfertigung konzentrieren wie der Luft- und Raumfahrtindustrie oder des Werkzeug- und Formenbaus. Schließlich lassen sich die komplette Fertigung und effiziente Reparaturen von Werkstücken auf einer einzigen Maschine durchführen. Sogar Laserhärten von Werkstückoberflächen aus Kohlenstoffstahl ist möglich. Dieses Verfahren ist eine deutlich produktivere Alternative zu herkömmlichen Wärmebehandlungen, da thermische Verformungen auf ein Minimum reduziert werden. Eine hervorragende Genauigkeit ist das Ergebnis.