Verbundprojekt »FOCUS«

Flexible und roboterbasierte Oberflächenstrukturierung mittels positionsregulierter UKP Faserführung auf 3D-Freiformgeometrien

Flexible und roboterbasierte Oberflächenstrukturierung mittels positionsregulierter UKP Faserführung auf 3D-Freiformgeometrien#

© Fraunhofer ILT, Aachen. / V. Lannert
Prozess zur Oberflächenstrukturierung einer 3D-Freiformfläche mittels UKP-Laserstrahlung.
© Fraunhofer ILT, Aachen
KUKA-Roboter mit einem am TCP angebrachten Scanner zur Mikrostrukturierung mittels UKP-Laserablation.

Die Laserstrukturierung gewinnt im Industriezweig des Werkzeug- und Formenbaus zunehmend an Bedeutung. Neben Designstrukturen (z.B. Ledernarben) stellt die Herstellung von Mikrostrukturen zur Oberflächenfunktionalisierung eine besondere Herausforderung dar. Ultrakurzpulslaser (UKP) mit Pulsdauern im Femto- und Picosekundenbereich bieten hier Lösungen, die gepaart mit einer geeigneten Anlagentechnologie zur großflächigen Strukturierung verwendet werden können. Da die zu texturierenden Werkzeugformen sowohl in Größe als auch in Gewicht stark variieren, ist es vor allen Dingen für KMUs unmöglich eine Anlagentechnik für die gesamte Produktpalette im Werkzeugbau (für den Automobil- oder den Consumer-Bereich) vorzuhalten.

Ziel des Projektes FOCUS ist die Entwicklung eines flexiblen Laserbearbeitungszentrums auf der Basis eines kommerziellen 6-Achs-Roboters. Mit Hilfe einer sensorgestützten Positionserfassung und –kontrolle sollen Genauigkeiten von <10 µm erreicht werden. Darüber hinaus sollen mit der Entwicklung eines fasergeführten Ultrakurzpulslasers neben der gesteigerten Präzision weitere Anwendungsbereiche hinsichtlich Oberflächenfunktionalisierung erschlossen werden. Neben der Verwendung für einen 6-Achs-Roboter handelt es sich dabei ebenfalls um eine fundamentale Entwicklung für klassische 5-Achs-Anlagen. Im Gegensatz zu längeren Pulsdauern im Nanosekundenbereich wird unter gleichbleibender Produktivität eine deutlich gesteigerte Oberflächengüte erzielt. Zu diesem Zweck sind mit den Partnern Eschmann Textures, Edgewave, ModuleWorks, Fraunhofer ILT, KUKA und dem IRT vom Roboterhersteller über den Systemintegrator bis hin zum Werkzeugspezialisten Akteure der gesamten Wertschöpfungskette vertreten.

 

 

 

Projektträger:

 

»FOCUS« ist ein gemeinschaftliches Projekt des Fraunhofer ILT mit den folgenden Partnern#

Eschmann Textures International GmbH

 

EdgeWave GmbH

Module Works GmbH

 

KUKA AG

 

RWTH Aachen - Institut für Regelungstechnik