Glatt geschnitten, ganz normal

Stanz-Nibbel-Maschinen zeichnen sich in der flexiblen Blechbearbeitung dadurch aus, dass mit ihnen sowohl Innen- und Außenkonturen als auch Umformungen wie Durchzüge, Näpfe oder Versteifungssicken in einer Aufspannung realisierbar sind. Bislang sind im Normalschneidverfahren auf herkömmlichen Stanz-Nibbel-Maschinen keine durchgängigen Glattschnitte realisierbar. Durch laserunterstütztes Scherschneidverfahren können erstmals durchgängige Glattschnittanteile im Normalschneidverfahren bei gleichzeitiger Reduzierung der Schneidkräfte, der Geräuschemissionen und der Kanteneinzüge realisiert werden. Das Prinzip des laserunterstützten Scherschneidens beruht auf einer gezielten Werkstofferwärmung durch lokale Absorption von Laserenergie auf der Blechunterseite kurz vor dem Werkzeugeingriff des Schneidstempels auf der Blechoberseite. Die laserinduzierte Erwärmung entfestigt den Werkstoff innerhalb weniger Zehntelsekunden in der Scherzone des Werkstückinneren, so dass sich das Fließvermögen des Werkstoffs im Bereich der Druck- und Zugspannungen während des Scherschneidens erhöht. Dadurch werden die Risse zwischen den Korngrenzen des Werkstoffgefüges, die zur frühzeitigen Bruchphase führen, vermieden. Die Umsetzung des laserunterstützten Scherschneidens erfordert die Laserintegration in eine Stanzmaschine. Die Modularität der Laserintegration ermöglicht das Aufrüsten vorhandener Stanz-Nibbel-Maschinen mit der neuen Verfahrenstechnologie, ohne dass eine komplette Neukonstruktion. Ausgehend von einer externen 2-kW-Hochleistungs-Diodenlaser-Quelle von Laserline, Mülheim, wird die Laserstrahlung durch eine flexible Lichtleitfaser zur Optik geleitet und von dieser als Laserbrennfleck auf der Blechunterseite abgebildet. Beim Lochen von 8 mm dickem V2A-Blech betrug der maximal erreichbare Glattschnittanteil rund 75 Prozent bei einer Schneidkraftreduktion um über 40 Prozent. Die verfahrensbedingte Werkstoffentfestigung bewirkt neben der Steigerung des Glattschnittanteils am Werkstück gleichzeitig eine deutliche Reduktion des Kanteneinzugs von ungefähr 64 Prozent. Innerhalb des aktuellen Projektes soll die Laserintegration sowohl in eine Stanz-Nibbel-Werkzeugmaschine für die flexible Blechbearbeitung von Werkstücken in kleiner und mittlerer Serie als auch in eine Exzenterpresse für die Großserienproduktion erfolgen.