Actual Problems in Machine Building 2014 No. 1

Innovative Technologies in Machine Building I International Scientific and Practical Conference « Actual Problems in Machine Building » ________________________________________________________________ 208 konventionellen Prozess ohne Laser die Aktivkraft aufgrund der maximalen Spanungsdicke im Anschnittbereich schnell auf ein hohes Kraftmaximum ansteigt und somit eine starke mechanische Belastung für das Werkzeug hervorruft, erreicht die Schneide im laserunterstützten Schnitt schnell die direkt vorgewärmte Zone. Einhergehend mit der thermisch bedingten Entfestigung des Werkstoffs konnte hier auch eine deutliche Reduzierung der Aktivkraft im Vergleich zum konventionellen Schnitt nachgewiesen werden. Damit sinkt neben der maximalen Kraftspitze auch die mechanische Schockbelastung des Werkzeugs im Anschnittbereich, was insgesamt zu einer wesentlichen Schnittverbesserung führt. Das globale Maximum der Aktivkraft verschiebt sich im laserunterstützten Schnitt auf einen späteren Zeitpunkt im Schneidendurchgang. Dieser liegt im Regelfall hinter dem direkt vorgeheizten Bereich und kann durch die Vorwärmstrategie direkt beeinflusst werden. Bild 5. schematische Darstellung laserunterstützter Fräsprozess (links), Verlauf der Aktivkraft für einen Schneideneingriff (rechts) Eine weitere Rahmenbedingung für das laserunterstützte Fräsen ist eine reine Trockenbearbeitung, da der Einsatz jeglicher Art von Kühlschmierstoffen oder MMS (Ölnebel) den Strahlengang im Maschinenraum stören und auch schnell die frei liegenden optischen Elemente wie Linsen und Spiegel verschmutzen würde. Eine Prozessunterstützung mit reiner Druckluft ist allerdings möglich und auch sinnvoll. Auf diese Weise kann gewährleistet werden, dass die anfallenden Späne schnell und sicher aus Bearbeitungszone befördert werden. Die Damit erzielte Kühlleistung für das Werkzeug ist allerdings eher gering, so dass von einer erhöhten thermischen Belastung für den Schneidstoff ausgegangen werden muss. Aus diesen Gründen ist der Einsatz hochtemperaturbeständigen Werkzeugen bei der laserunterstützten Bearbeitung sinnvoll. Keramik bietet als Schneidstoff im Vergleich zu beschichteten Hartmetallen eine wesentlich höhere thermische Beständigkeit. Sie weist allerdings auch eine deutlich geringere Zähigkeit als diese auf, was sie wesentlich empfindlicher gegenüber dynamisch wechselnder mechanischer Belastung macht. Darum werden