Mit dem Laser zur Perfektion

Stösst die mechanische Bearbeitung an ihre Grenzen, hilft der Laser. Im Produktionswerk im süddeutschen Sexau investierte maxon in ein Lasergerät zur Bearbeitung von Bauteilen. Hochpräzise Komponenten aus technischer Keramik und jedem anderen Werkstoff erreichen die Kunden nun schneller und eignen sich perfekt für die Antriebe, für die maxon bekannt ist. 

«Angeschafft wegen eines Projekts, bei dem winzige Bauteile mechanisch fast nicht mehr herstellbar waren, ist der Laser heute unser Allround-Talent, mit dem wir etliche der vom Stahl bekannten Bearbeitungsprinzipien auf die Keramik und praktisch jeden anderen Werkstoff übertragen können», fasst Michael Streicher die Vorteile des Lasers zusammen. Streicher leitet die Abteilung für Laserbearbeitung bei maxon.

Erst neueste Entwicklungen auf dem Gebiet der Pico- und Femto-Sekunden-Laser, die Eingang in Industrieprodukte fanden, halfen eine Schädigung durch Wärmeeintrag zu verhindern. maxon nutzte für die Konfiguration der eigenen Anlage die Dienste eines spezialisierten Systemintegrators. «In ihm haben wir einen Entwicklungspartner gefunden, mit dem wir gemeinsam eine zusätzliche Laserquelle integrieren konnten. Unseres Wissens ist das die erste in der freien Industrie in dieser Konfiguration ausgelieferte Maschine», berichtet Streicher. 

Der Laser öffnet Türen

Schnell zeigte sich, welche neuen Türen der Laser öffnet. Keramik wird immer elastischer, je dünner sie ist. «Bei Wandstärken von ein bis zwei Zehntelmillimetern können wir kleine Festkörpergelenke oder Federn herstellen, wie man sie zum Beispiel für Uhren nutzt.» Grundsätzlich lassen sich mit dem Laser materialunabhängig Bauteile beschriften, gravieren, strukturieren, selektiv abtragen, schneiden und drehen sowie anderweitig modifizieren. 

Streicher und sein Team treiben die Entwicklung noch weiter voran. So erfordert ein Projekt für die eigenen Getriebe absolut senkrechte Wände bei der Bearbeitung. Hier stösst der klassische Laser mit seiner konischen Strahlform, die bei Keramik noch stärker als bei Metall ausgeprägt ist, eigentlich an seine Grenzen. Doch maxon wendet zusammen mit dem Systemintegrator das gemeinsame Know-how auf die neuen Lasertechnologien an, sodass jetzt nicht nur senkrechte Wände sondern sogar Hinterschnitte herstellbar sind. 

Laserscannen oder -beschriften: Selektive Ablation mit ultimativer Präzision

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Die Methode ist recht aufwendig, wie Streicher beschreibt: «Wir haben eine Optikbox, die sich aus knapp hundert optischen Elementen zusammensetzt, die sich teilweise verfahren und verdrehen lassen, um den Strahl zum Rotieren zu bringen.» Das bewirke eine Art kontrolliertes Taumeln um die Fokuslage, wodurch aufgrund der physikalischen Effekte je nach Material eine senkrechte Wand entsteht. Damit lassen sich zum Beispiel federnde Bauteile mit gleichbleibendem Querschnitt oder Verzahnungsgeometrien mit senkrechten Flächen, wie sie beispielsweise in der Uhrenindustrie gebraucht werden, fertigen. Ausruhen will man sich auf diesen Lorbeeren jedoch nicht, die Entwicklung des Lasereinsatzes werde weiter vorangetrieben – getreu dem Motto: «Nach oben gibt es kein Limit und hinterm Mars geht’s weiter.»