Universalwerkzeug Laser

3D-Bearbeitung von Stoßfängern

Um die Flexibilität in der Produktion zu erhöhen und Materialeinsparung im Leichtbau zu ermöglichen, wurden Maschinenkonzepte für den Automotive-Markt weiterentwickelt, speziell für die Bearbeitung von Kunststoff-Stoßfängerverkleidungen.

Auf solchen Laseranlagen lassen sich nun auch besonders empfindliche Materialien wie Leder perforieren. (Bild: Jenoptik)

Nach ersten Installationen bei Kunden wurden diese Ende vergangenen Jahres mit dem SPE Automotive Innovation Award in der Kategorie „Prozesse, Produktion und Schlüsseltechnologien“ ausgezeichnet. Das Besondere: Zwei bereits in den Markt eingeführte Technologien, das 3D-Laserschneiden und das 3D-Laserschweißen, werden kombiniert. Mit der Verkettung einer Laserschneid- und Laserschweißanlage bietet Jenoptik eine flexible Lösung für die Bearbeitung von Stoßfängern mit großer Variantenvielfalt und für verschiedene komplexe Interieur- und Exterieur-Bauteile.

Um Stoßfänger präzise innerhalb der vorgegebenen Taktzeit zu bearbeiten, geschieht zunächst der 3D-Laserbeschnitt mit der Maschine des Typs Votan BIM. Dieses hochdynamische Robotersystem erlaubt, so das Unternehmen, die effiziente Bearbeitung komplexer 3D-Bauteile in verschiedenen Varianten in beliebiger Reihenfolge in derselben Maschine. Das berührungslose Verfahren sei zudem materialschonend und minimier Kosten, die sonst durch lange Rüstzeiten oder Werkzeugverschleiß entstehen. Darüber hinaus gewährleiste das Laserschneiden, unabhängig von Design oder Komplexität des Bauteils, eine hohe Kantenqualität selbst bei fertig lackierten Bauteilen.

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Im zweiten Bearbeitungsschritt werden in der Schweißanlage Votan W verschiedene Komponenten, zum Beispiel Halter für Parksensoren oder die Scheinwerferwaschanlage, auf der Innenseite des Stoßfängers aufgeschweißt. Im Laserschweißen entstehen hochfeste Schweißverbindungen, ohne zu tief in das Trägermaterial einzudringen und dies zu beschädigen. Die Materialdicke des Stoßfängers könne somit von heute 3 auf 2,5 Millimeter reduziert werden. Dies ermöglicht den Automobilherstellern Einsparungen bei Material und Gewicht.

Airbag-Perforation sensibler Materialien
Künftig sollen auch Airbag-Lösungen in Instrumententafeln von Fahrzeugen der Ober- und Luxusklasse auf Votan A-Anlagen gefertigt werden. Erstmals demnach per Laser unsichtbare Airbag-Sollbruchstellen im Naturmaterial Leder erzeugt werden, ohne dass dieses sensible Material an den bearbeiteten Stellen verhärtet oder schrumpft. Das Besondere an der Jenoptik-Lösung sei, dass die Perforation mit einem sogenannten kalten Abtrag mit einem Femtosekundenlaser realisiert wird. Dieser Ultrakurzpulslaser hat sich dank seiner hochgenauen Fertigungsergebnisse für anspruchsvolle Aufgaben im Automotive- sowie Consumer Electronics-Bereich und besonders für thermisch empfindliche Materialien wie Leder bewährt, da sich dieses durch den minimalen Wärmeeinfluss während der Laserperforation nicht erwärmt und die Qualität damit nicht beeinträchtigt wird.

Die Laserstrahlbewegung wird von einem Scanner gesteuert, die Prozessdiagnostik über eine Sensormatrix realisiert. Die neue Anlage biete für Materialien wie Leder, Kunstleder, Textilien und Häute eine effiziente und ökonomische Lösung bei voller technologischer Funktionalität. Gleichzeitig sei die Bedienung vereinfacht und die Maschine in Volumen und Stellfläche minimiert worden.

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