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25.05.2011 | Automobil + Motoren | Nachricht | Onlineartikel

Lasermaterialbearbeitung: System zur Prozessüberwachung

Autor:
Katrin Pudenz
2 Min. Lesedauer

Am Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT wurde ein neues System zur Prozessüberwachung entwickelt. Es kann Ort und Geschwindigkeit des Laserstrahl-Bearbeitungspunktes auf der Oberfläche exakt vermessen. Auf diese Weise lassen sich Abweichungen von der Soll-Kontur und von der Soll-Geschwindigkeit minimieren. Der Energieeintrag kann stabilisiert werden. Das berichtet nun das Frauenhofer ILT.

Forscher am Institut in Aachen haben ein kamerabasiertes System entwickelt, das die Bewegungen des Werkstücks durch die optische Achse des Laserstrahls vor oder während der Bearbeitung analysiert. Dabei spielt es keine Rolle, ob eine Festoptik oder eine Scanneroptik benutzt wird - in beiden Fällen vermisst das System die Bewegung des Bearbeitungspunktes am Werkstück und kann so Abweichungen von der Sollkontur schon beim Einrichten oder während des Prozesses dokumentieren, erläutert das Fraunhofer ILT.

Das Prozessüberwachungssystem arbeitet mit Bildfolgefrequenzen von bis zu zehn Kilohertz. In verschiedenen Anwendungen sein so schon Konturen bei einer Bearbeitungsgeschwindigkeit von bis zu 10 m/min (Festoptik) und bis zu 15 m/s (Scanneroptik) vermessen worden. Die Abweichung gegenüber einem Referenzsystem sollen dabei kleiner als 3 cm/min gewesen sein. Die Auswertung der Messdaten erfolgt derzeit noch separat, wie es heißt. Mit der gleichen Technologie könne (die technische Voraussetzung ist gegeben) auch eine Echtzeitvermessung erfolgen, die in der Genauigkeitsklasse jedoch noch nicht vollständig spezifiziert sei.

Durch den speziellen Aufbau des Systems gibt es kaum Einschränkungen in der Anwendung, berichtet das Institut. Laserschneiden oder -schweißen, Löten, Bohren, Abtragen, Mikrofügen, SLM und Härten - in allen Fällen sei das System einsetzbar. Für Systemintegratoren und Endanwender gleichermaßen interessant seien die verschiedenen Modi: Einerseits soll das System dem Bearbeitungspunkt beim Einrichten folgen können und so eine Korrektur der geplanten Kontur ermöglichen. Andererseits erlaube das System auch eine Prozesskontrolle während der Bearbeitung. Hier ermöglicht es nicht nur eine Korrektur der Bearbeitungskontur sondern auch eine Steuerung der Laserleistung, um bei verschiedenen Geschwindigkeiten des Laserspots einen gleichmäßigen Energieeintrag zu gewährleisten, so das Institut weiter. Gerade bei der Bearbeitung dünner Materialien sei das ein kritischer Faktor. Somit könnten bestehende Prozesse optimiert und neue Prozesse ermöglicht werden.

Das System wird derzeit auf der Laser World of Photonics in München präsentiert.

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