Stand der Technik

Stand der Technik

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IMP	Dokumentation Lasertisch, Dokumentation Maschinensteuerung, Bilder
Lasertechnik Trumpf	PDF
Balluff Weglängenmesssystem	PDF
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3D-Drucker	PDF, PDF

Alle Dokumente sind nur für Lehrzwecke gedacht

An der Hochschule Karlsruhe hat das Institut für Material und Prozesse (IMP) verschiedene Produktionsmaschinen zur Verfügung. Um einen ersten Einblick in die CNC-Technologie zu erhalten, wurde dort nachgefragt. Parallel dazu wurden die Anforderungen, mit Hilfe eines Vertreters vom Formula Student Team Highspeed, definiert. Das Gespräch zeigte, dass eine größere Laserschneidmaschine als die vorhandene im IMP dringend benötigt wird. Somit konzentrierte sich die Ermittlung zum Stand der Technik auf eine Laserschneidmaschine, welche Metallplatten mit einer Länge von 1500 Millimetern, einer Breite von 600 Millimetern und einer Stärke von 8 Millimetern schneiden
kann.

Hochschule Karlsruhe

Institut für Materialien und Prozesse

Es besteht eine Laserschneidmaschine im IMP, welche nur kleine Bearbeitungsgrößen zulässt.

Abb. IMP-Laserschneidmaschine

Fakultät für Archtitektur und Bauwesen

Eine weitere Laserschneidmaschine wird von der Fakultät Architektur und Bauwesen betrieben. Diese ist nicht für das Schneiden von Metall ausgelegt. Die Laserschneidmaschine stammt von der Firma trotec® aus Österreich und arbeitet in der Laserklasse 2, welche gesondert im nächsten Abschnitt beleuchtet werden.

Werkstatt LI-Gebäude

Bei Herrn Forstner in der Werkstatt konnten wir eine Maschine begutachten, die zum Fräsen von Leiterbahnplatinen benutzt wurde. Sie besitzt eine Steuerung, welche mit einem Computer verbunden ist. Auf dem Computer befindet sich eine Software, die die entsprechenden Befehle an die Steuerung sendet.

Abb.: Fräsmaschine Werkstatt

Laserschneidmaschinen

Lasersaur

Mit dem Lasersaur wurde ein OpenSoucre Projekt ins Leben gerufen, welches es ermöglichen soll eine kostengünstige Laserschneidmaschine aufzubauen, sodass auch kleine Vereine wie zum Beispiel das FabLab in Karlsruhe diese Bearbeitungstechnologie verwenden können. Bei dem Projekt war allerdings die Bearbeitung von Metallen nicht im Ziel definiert.

Abb.: Lasersaur

Stepcraft

Da auch mit dem Lasersaur keine Maschine gefunden wurde, welche Metall schneiden kann, kam die Überlegung auf eine CNC Maschine auf eine Laserschneidmaschine umzurüsten. Dabei ergab die Recherche die Lösung vom Unternehmen Stepkcraft. Das Unternehmen bietet CNC-Fräsmaschinen für das Budget einer Privatperson an. Leider zeigte sich, dass die angebotenen Größen nicht den Anforderungen, die zuvor in der Anforderungsliste definiert wurde, entsprachen.

Abb.: Stepcraft 2/840

Trotec

In einem Telefonat mit dem Support wurde mitgeteilt, dass eine Maschine bis maximal 0,5 Millimeter Metall schneiden und ansonsten nur markieren und gravieren kann. Die entwickelte Technologie von Trotec zu Lasererzeugung wird CeramiCore® Laserquellentechnologie genannt und kann auch einzeln erworben werden. Sie kostet aber 18.000 Euro.

Abb.: Trotec Lasergravurmaschine

Trumpf

Das Unternehmen Trumpf ist in der Laserbearbeitung weltweit führend. Auch das IMP verwendet eine Laserquelle und eine Laseroptik von dem Unternehmen Trumpf. Die Laserquelle HL 204P/4 LCU und die Laseroptik 204PS/HRL/V100 sind im IMP verbaut. Das Typenschild trägt die Bezeichnungen „No.: E0551A0045“ und „id.-no.: 20-03-09-00“. Nach Aussage eines IMP Mitarbeiters ist es mit diesem System möglich Metalle mit einer Stärke von 8 Millimetern zu schneiden. Hierbei muss jedoch das Schutzgas CO₂ verwendet werden.

Fazit

Mithilfe der gewonnenen Informationen aus dem Lasersaur, den Informationen der Homepage vom Unternehmen Trumpf, der Laserschneidmaschine vom IMP und den gestellten Anforderungen, wurde der Entschluss gefasst eine CNC-Maschine von Grund auf neu zu entwickeln.

Laserklassen

Die Klassifizierung ist in der DIN EN 60825-1 festgeschrieben und beinhaltet folgende Aussagen:

1	Die zugängliche Laserstrahlung ist ungefährlich, oder der Laser befindet sich in einem geschlossenen Gehäuse
1C	Die zugängliche Laserstrahlung ist ungefährlich für das Auge, aber in besonderen Fällen gefährlich für die Haut
1M	ie zugängliche Laserstrahlung ist ungefährlich, solange keine optischen Instrumente wie Lupen oder Ferngläser verwendet werden
2	Die zugängliche Laserstrahlung liegt nur im sichtbaren Spektralbereich (400nm bis 700nm). Sie ist bei kurzzeitiger Bestrahlungsdaue (bis 0,25s) auch für das Auge ungefährlich
2M	Wie Klasse 2, solange keine optischen Instrumente wie Lupen oder Ferngläser verwendet werden
3R	Die zugängliche Laserstrahlung ist gefährlich für das Auge
3B	Die zugängliche Laserstrahlung ist gefährlich für das Auge und in besonderen Fällen auch für die Haut. Diffuses Streulicht ist in der Regel ungefährlich. (Laser von CD-/DVD-Brennern; Laserstrahlung allerdings nicht direkt zugänglich)
4	Die zugängliche Laserstrahlung ist sehr gefährlich für das Auge und gefährlich für die Haut. Auch diffus gestreute Strahlung kann gefährlich sein. Beim Einsatz dieser Laserstrahlung besteht Brand- oder Explosionsgefahr. (Materialbearbeitung, Forschungslaser)