Lasergestützte Bearbeitung hochfester Bleche erschließt neue Anwendungsfelder
Auf der Euroblech zeigt die Lochanstalt Aherhammer gemeinsam mit dem Aachener Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT erstmals hochfeste Bleche, die lasergestützt gelocht wurden. Das Verfahren eröffnet den Konstrukteuren neue Möglichkeiten, Komponenten aus Blechen zu entwickeln, die zum einem kleine, präzise gefertigte Löcher haben, und zum anderen hohen mechanischen Belastungen widerstehen müssen.
Für viele Filter und Siebe sowie für Komponenten, die – zum Beispiel in Gasbrennern – durchströmt werden, werden Bleche benötigt, die Löcher in einer Größenordnung von 0,6 mm haben und gleichzeitig stabil und druckbeständig sind. Das Herstellen dieser Löcher in hochfesten Blechen war mit spanenden Verfahren, Stanzen, Senkerodieren oder Laser-Feinschneiden bisher schwierig und oft langwierig und teuer – wenn es überhaupt prozesssicher möglich war.
Die vom Fraunhofer IPT entwickelte, lasergestützte Blechbearbeitung erschließt jetzt neue Möglichkeiten. Mit umfangreichen Tests haben die Lochanstalt Aherhammer und das Fraunhofer IPT den Nachweis erbracht, dass Bleche aus hochfesten Edelstählen – zum Beispiel aus dem Werkstoff 1.4310 – mit außergewöhnlich kleinen Löchern wirtschaftlich in Serie hergestellt werden können.
Unmittelbar vor dem Stanzen wird das Blech mit einem Laserstrahl lokal erwärmt und lässt sich dann aufgrund der stark verbesserten Umformbarkeit leichter stanzen. Während beim traditionellen Stanzen das Material nur zum geringen Teil geschnitten und zum größten Teil gebrochen wird, ist es beim lasergestützten Lochen umgekehrt: Löcher mit einem durchgängigen Glattschnittanteil lassen sich jetzt im Normalschneidverfahren in traditionellen Folgeverbundwerkzeugen mit integriertem hy-PRESS System Upgrade für eine lasergestützte Blechbearbeitung herstellen. Das bedeutet: präzise gefertigte Rund- und Langlöcher, glatte Kanten und wirtschaftliche Fertigung.
Auf der Messe stellen die beiden Projektpartner das Verfahren vor und zeigen Bleche aus hochfestem Edelstahl mit Rund- und Langlöchern mit Durchmessern von 0,6 mm bzw. 0,6 x 3,0 mm in 0,6 mm Edelstahl mit exzellenter Kantenqualität.
Die Lochanstalt Aherhammer hatte das IPT beauftragt, das im Institut entwickelte hy-PRESS System für die laserunterstützte Blechbearbeitung an das Stanzen von Blechen in Folgeverbundwerkzeugen anzupassen. Das neu entwickelte Verfahren ermöglicht das Arbeiten “vom Coil” und beinhaltet so im Vergleich zu den traditionellen Methoden ein großes Einsparpotenzial.
Hintergrund: Laserunterstütze Blechbearbeitung mit dem hy-PRESS System
Der Brennpunkt eines fasergekoppelten Hochleistungs-Diodenlasers wird mit einem hochdynamischen Strahlablenkungssystem von der Blechoberseite her an den zu bearbeitenden Stellen positioniert. Dabei erwärmt sich das Blech innerhalb von wenigen Hundertstelsekunden lokal. Aufgrund des so erhöhten Fließvermögens des Stahls reduzieren sich die Schneidkräfte beim Stanzen um bis zu 80 Prozent, der Glattschnittanteil bei Federstahl (1.4310) steigt dabei auf bis zu 100 Prozent, der Kanteneinzug nimmt um mehr als 60 Prozent ab.
Die Bestrahlungsstation wird zwischen den Stanzwerkzeugen eingebaut, ein Umbau der Presse ist nicht erforderlich. So eignet sich das System als Upgrade für bestehende Pressen. Lediglich die Werkzeuge werden so modifiziert, dass der Laserstrahl das Blech an den gewünschten Positionen erreicht.
Lochanstalt Aherhammer und das Fraunhofer IPT auf der Euroblech
(21. bis 25. Oktober 2014 in Hannover):
Halle 11, Stand C05
Über Aherhammer
Die Lochanstalt Aherhammer GmbH stellt in Kreuztal-Ferndorf seit 150 Jahren Lochplatten für Anwendungen in unterschiedlichsten Branchen her. Die Produkte von Aherhammer finden sich in Haushaltsgeräten, PCs und Lautsprecherboxen, an Hausfassaden oder den Armaturenbrettern von Automobilen ebenso wie in Recyclinganlagen. Das 1843 gegründete Unternehmen zählt zu den weltweit führenden Herstellern von Lochblechen.
Aherhammer fertigt Lochplatten aus Stahl, Edelstahl und Nichteisen-Metallen, ferner aus Kunststoffen, Holz, Hartfaser und Pappe. Das Lieferprogramm umfasst Platten mit einer Breite von bis zu 1.500 mm, Materialdicken von 0,4 mm bis 15 mm Dicke und Lochdurchmesser von 0,8 mm bis 150 mm.
Lösungen für individuelle, kundenspezifische Anforderungen von Losgröße „Eins“ bis zur Großserie in hoher Präzision sind die Stärke von Aherhammer: Toleranzen von 1/10 mm realisiert das Unternehmen prozesssicher und reproduzierbar.
Die eigene Werkzeugmacherei mit 14 Mitarbeitern, die auch für Fremdfirmen arbeitet, schafft die Voraussetzungen für schnelle Reaktionszeiten und extrem kurze Lieferfristen.
Über die eigentliche Herstellung hinaus verarbeitet Aherhammer die Lochplatten bis zum einbaufertigen Produkt – zum Beispiel durch Schneiden, Stanzen, Biegen, Kanten und Schweißen, bis hin zur Nachbehandlung der Oberfläche durch Anstriche, Beschichtungen, Feuerverzinken oder Galvanisieren.
Das Unternehmen ist Mitglied im Güteverband „Lochbleche“ und zertifiziert nach DIN EN ISO 9001:2008 sowie umweltzertifiziert nach DIN EN ISO 14001:2004.
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