Schneller und ohne Qualitätsverlust Daily EMO

Published On: 11.03.2013
Schneller und ohne Qualitätsverlust

GFH hat das Pulssteuerungsverfahren Pulse-on-Demand entwickelt, das durch den konstanten Pulsabstand bei variabler Bahngeschwindigkeit die Produktivität in der Lasermikrobearbeitung um biszu 50 % erhöhen kann. Ultrakurzpulslaser übernehmen vor allem in der Mikrobearbeitung immer mehr Aufgaben. Bei komplexen Konturen mit engen Winkeln und Kurven können die festen Zeitintervalle zwischen den Laserpulsen jedoch zu einem Problem werden: Muss die Bearbeitung geometriebedingt verlangsamt werden, fallen mehr Pulse in einen kleinen Bereich und überlappen sich, was das Material beeinflussen kann.

Ultrakurzpulslaser übernehmen vor allem in der Mikrobearbeitung immer mehr Aufgaben. Bei komplexen Konturen mit engen Winkeln und Kurven können die festen Zeitintervalle zwischen den Laserpulsen jedoch zu einem Problem werden: Muss die Bearbeitung geometriebedingt verlangsamt werden, fallen mehr Pulse in einen kleinen Bereich und überlappen sich, was das Material beeinflussen kann.

System zur flexiblen Anpassung der Pulse

Oft müssen daher ganze Fertigungsprozesse mit der geringsten benötigten Geschwindigkeit gefahren werden, um überall gleiche Laserpulsabstände zu erhalten. Die GFH GmbH, Spezialist für Lasermikrobearbeitungsanlagen, hat nun ein System zur flexiblen Anpassung der Pulse entwickelt. Das Pulse-on-Demand-Verfahren von GFH nutzt den Angaben zufolge die Bahngeschwindigkeitsinformationen der Echtzeit-CNC, um auch bei Beschleunigungsvorgängen äquidistante Pulsabstände zu erreichen. Nachdem die Steuerung der CNC-Maschine die abzufahrende Bahn bereits im Voraus ermittelt, ergeben sich daraus auch die an jedem Punkt zulässigen Geschwindigkeiten. Anhand dieser berechnet der Kern des Systems in Echtzeit, bei welchen Intervalllängen die Pulse durchgehend in gleich bleibender Entfernung zueinander gesetzt würden, und reguliert den Laser entsprechend nach. Da nicht jede Strahlquelle für diesen Vorgang geeignet ist, werden dafür spezielle Kurzpulslaser verbaut. Betrachtet man konkret eine Fläche mit einer Größe von 500 × 500 µm², die mit Schraffurlinien im Abstand von 20 µm und mit einer Geschwindigkeit von 1000 mm/s bearbeitet wird, beträgt die Bearbeitungszeit im Pulse-on-Demand-Verfahren 31 s. Um qualitativ identische Bearbeitungsergebnisse mit konventionellen Mitteln zu erhalten, müssten die Beschleunigungswege ohne aktiven Laser vorgehalten werden.

Hohe Wiederholgenauigkeit beim neuen Verfahren

Die Bearbeitungszeit würde bei dieser Strategie mit 1 min 6 s mehr als doppelt so lang ausfallen. Gleichzeitig ist die Wiederholgenauigkeit mit dem neuen Verfahren so groß, dass ohne Abstriche bei der Konturpräzision das volle Leistungsvolumen der Anlagenkinematik von bis zu 2000 mm/s bei einer Beschleunigung von bis zu 20 m/s² genutzt werden kann, was zusätzlich Zeit spart.