Mehr Produktivität in den Bearbeitungsprozessen steht in jedem Pflichtenheft eines Maschinenbauingenieurs. Das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS in Dresden integriert ein Laser-Modul in die Werkzeugaufnahme einer Frässpindel. Das fünfachsige, computergesteuerte Fräszentrum beherrscht jetzt beides: Das dreidimensionale Auftragschweißen mit einem 1,5-Kilowatt-Diodenlaser und das Endbearbeiten der Bauteile mittels 5-Achs-Fräsen.

»Wir haben alle Verfahrensschritte auf der Basis einheitlicher CAD- und NC-Daten verknüpft und in einer Maschine bei einer Werkstückaufspannung realisiert«, erläutert Dr.-Ing. Steffen Nowotny vom IWS in Dresden. Das 5-Achs-CNC-Fräszentrum eignet sich für Reparaturarbeiten von Formeneinsätzen in der Kunststoffproduktion oder für die Bearbeitung filigraner Oberflächen und Funktionsschichten von metallischen Bauteilen. Beschädigte Präzisionswerkzeuge wandern nicht in den Müllcontainer, sondern zurück auf die Fräsbank und werden dort für einen neuerlichen Einsatz mittels Laser und Fräse aufgearbeitet – das ist kostengünstig und verringert den Aufwand für den Werkzeugbau.

Die Laser-Fräskombination erlaubt auch die kosteneffiziente Herstellung komplexer Formelemente und metallischer Bauteile direkt aus einem 3-D-CAD-Modell. Der hohe Automatisierungsgrad und die Multitasking-Fähigkeiten der Maschinenanlage sind beispielsweise für das Instandsetzen von Triebwerken und im Automobilbau ein großer Vorteil: »Die Software verkettet alle Teilprozesse. Das erleichtert und beschleunigt die Maschinenprogrammierung«, sagt Nowotny.

Bei der Komplettbearbeitung verbessern sich die Prozesse deutlich, da die Maschinensteuerung den Laserkopf als gleichberechtigtes Werkzeug neben der Frässpindel verwendet. Der schnelle und unkomplizierte Wechsel zwischen fräsen und lasern erhöht die Flexibilität der Werkzeugmaschine und bietet alle Leistungsmerkmale für zeitsparendes Fertigen.