Laserbearbeitung

Der Laser – ein elementarer Bestandteil der Umformtechnik

17.11.2009 | Autor / Redakteur: Dietmar Kuhn / Dietmar Kuhn

Gekantete Bauteile aus Magnesium. Ohne Laser-Erwärmung wären die Teile an den Kanten gerissen.Bild: Kuhn
Gekantete Bauteile aus Magnesium. Ohne Laser-Erwärmung wären die Teile an den Kanten gerissen.Bild: Kuhn

Längst ist der Laser in Blechbearbeitung und Umformtechnik etabliert. Laserfügen, Lasertrennen, Oberflächenbearbeitung oder Lasermarkieren sind nur einige wenige Anwendungsbereiche, in denen ohne das „gebündelte Licht“ fast nichts mehr geht. Doch scheint das Feld der Laser-Anwendungen noch lange nicht vollständig beackert zu sein.

Die Werkstoffwelt in der Blechbearbeitung hat sich gewandelt. Den Forderungen nach Leichtbau kommen fast schon standardmäßig hochfeste Stähle, Titan, Magnesium oder Aluminium zur Anwendung. Dieser Wandel fordert auch ein Umdenken bei den Fertigungsprozessen, dort aber vor allem im Bereich der Umformung. Dabei spielt die Warmumformung eine gewichtige Rolle. Doch welche Wärmequelle würde sich für eine gezielte und effiziente Erwärmung der Bauteile besser eignen als der Laser? Diesen Vorteil scheinen die Laserverfahren derzeit voll auszuspielen.

Gerade in der Automobilindustrie wird gewichtsmäßig das meiste Blech verarbeitet und dafür werden zunehmend hochfeste Stähle zur Reduzierung des Fahrzeuggewichts oder zur Verbesserung des Chrash-Verhaltens eingesetzt. Die Umformbarkeit dieser Stähle ist jedoch, je nach Festigkeit, stark eingeschränkt. Mit Kaltumformung sind deshalb kaum brauchbare Ergebnisse zu erzielen.

Lokale Wärmebehandlung mit dem Laser entfestigt Platinen vor dem Umformprozess

In diesem Zusammenhang berichtet das Fraunhofer-Institut Lasertechnik (ILT) in Aachen von einem Forschungsprojekt bei dem vorgegebene Bereiche von Platinen durch eine lokale Wärmebehandlung mit dem Laserstrahl vor dem Umformprozess entfestigt wurden. Dabei wurden in Abhängigkeit von der Behandlungstemperatur sogenannte Anlasseffekte und Phasenumwandlungen erzielt die, in Zugversuchen ermittelt, eine deutliche Verminderung der Dehngrenze zeigten.

Im praktischen Zugversuch führte dies beim tiefziehen einer wärmebehandelten Platine aus MS-W 1200 zu einer Reduzierung der Umformkraft um zirka 20%. Erste Erfolge wiesen die Aachener Forscher auch bei der Umformung einer Automobil-B-Säule aus verzinktem DP 600 nach. Dort konnten das Formänderungsvermögen gesteigert und gleichzeitig Risse am Bauteil vermieden werden.

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