Rineck Maschinenbau GmbH erhält MM Award für laserunterstütztes Fräswerkzeug

Dipl.-Ing. Jan-Patrick Hermani und Thomas Rineck bei der Übergabe des MM Awards zur EMO 2013

Die Rineck Maschinenbau GmbH aus Marienfeld bei Harsewinkel hat für ihr neues laserunterstütztes Fräswerkzeug den MM Award zur EMO 2013 erhalten. Der ostwestfälische Hersteller von Fräswerkzeugen für den Werkzeug-, Formen- und Gesenkbau erhielt den Preis in der Kategorie Werkzeuge. Das laserunterstützte Fräswerkzeug, das gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT aus Aachen entwickelt wurde, erzielt gerade bei Hochleistungswerkstoffen deutlich höhere Zerspanvolumina und bessere Oberflächenqualitäten bei gleichzeitig geringerem Werkzeugverschleiß.

TooLAM-Werkzeug zum laserunterstützten Fräsen

Anwendungen in der Energie- und Antriebstechnik, in der chemischen Industrie oder Hüttentechnik fordern oft Komponenten, die selbst bei Temperaturen oberhalb von 500 °C noch stabil und korrosionsbeständig bleiben. Bauteile aus Hochleistungswerkstoffen wie Titan- und Nickelbasislegierungen oder technischer Keramik können dies leisten, lassen sich aber durch Fräsen nur schwer bearbeiten. Beim Drehen solcher Werkstoffe kommt der Laser als unterstützendes Werkzeug bereits zum Einsatz. Dabei erwärmt der Laser das rotierende Bauteil kurz vor dem Eingriff der Schneide, so dass sich das Material leichter zerspanen lässt. Beim Fräsen ist jedoch eine gezielte, punktuelle Erwärmung aufgrund der rotierenden Schneide weitaus aufwändiger.

Das Fraunhofer IPT hat deshalb für die Rineck Maschinenbau GmbH im BMWi-geförderten Forschungsprojekt TooLAM ein neues laserunterstütztes Werkzeugsystem entwickelt, bei dem die optischen Elemente der Strahlführung mitrotieren. Es besteht aus einem zweifachen Schneidplattenhalter mit Hohlschaftkegel, in den ein Optikmodul der Sill Optics GmbH & Co. KG integriert wurde. Die Strahlung eines Hochleistungsfaserlasers wird mittels eines Lichtleitkabels zur Spindel geführt und durch Spindel und Werkzeug direkt vor der Werkzeugschneide auf das Bauteil gelenkt.

Die Laserstrahlung gelangt so direkt vor dem Eingriff des Fräswerkzeugs als mitrotierender Brennfleck auf das Werkstück. Eine Echtzeit-Steuerung synchronisiert die Laserbestrahlung mit dem Werkzeugeingriff. So wird nur genau das Volumen an Werkstoff entfestigt, das unmittelbar mit dem Fräswerkzeug abgetragen werden soll. Die Steuerung des Lasers arbeitet dabei so schnell und präzise, dass der umgebende Werkstoff nahezu nicht beeinflusst wird. Die Untersuchungen des Fraunhofer IPT haben ergeben, dass sich so bei schwer zerspanbaren Werkstoffen, beispielsweise bei der Nickelbasislegierung IN 718, die Prozesskräfte und der Werkzeugverschleiß bis zu 50 % reduzieren lassen.

www.ipt.fraunhofer.de

www.rineck.de