Mit Lasertechnik zum Prototyp-Werkzeug

Ausgehend von 3D-CAD-Daten in den gängigen Schnittstellenformaten werden die zu fertigenden Werkzeuge mit Hilfe spezieller Software-Tools in Ebenen zerlegt. Die so erzeugten Querschnitte werden unter der Maßgabe optimierter Werkstoffausnutzung auf einer Blechtafel verschachtelt und mit dem Laserstrahl zu Blechlamellen ausgeschnitten. Die ausgeschnittenen Blechlamellen werden durch Schrauben oder durch das Laserschweißen miteinander verbunden. Im Anschluss an die Fertigung des Werkzeugrohlings kann, sofern erforderlich, die anwendungs- und stückzahlangepasste Endbearbeitung durch Fräsen und Oberflächenveredeln folgen. Zur Verbesserung der Werkzeug-Standzeit können einzelne Bereiche durch Laserauftragschweißen oder Laserstrahlhärten verzugsarm veredelt werden.

Die Prozesskette bietet eine Reihe von Vorteilen: Hohe Flexibilität des Fertigungsablaufs. Hohlräumen für Kühlsysteme, Wärmedämmung, Schmiersysteme, Beheizung oder Sensoren können in das Werkzeug integriert werden. Komplizierte tiefliegende Geometrien sind durch sukzessiven Aufbau herstellbar. Durch Austausch einzelner Segmente (Blechlamellen) ist eine schnelle Geometrieänderung bei verschraubten Werkzeugen möglich. Die Fertigungszeit wird verkürzt, da das Gießen des Rohteilblocks entfällt und das Schruppen, Vorschlichten und Bohren eingespart werden kann. Prototypwerkzeuge sind durch Endbearbeitung und Oberflächenveredlung zu Serienwerkzeugen qualifizierbar.

Das Fraunhofer IWS arbeitet gemeinsam mit industriellen Partnern aus den Gebieten Werkzeug- und Anlagenbau sowie Softwareentwicklung und Sensorik an einer Automatisierungslösung für das Laserschneiden, Paketieren und Fügen von Blechzuschnitten, mit der die Fertigungszeit großer Werkzeuge von derzeit etwa 12 Wochen auf eine Woche verkürzt werden kann. ALOtec, Dresden, eine Ausgründung aus dem Fraunhofer IWS, bietet die Fertigung lamellierter Werkzeuge und das Laserstrahlhärten als Dienstleistung an. Die MELATO-Werkzeuge werden zusammen mit einer Laserhärteanlage auf der Hannover-Messe in Halle 6, Stand E 03 (Gemeinschaftsstand Laser Technology) beim Fraunhofer IWS präsentiert.dc