Die DMU 125 LS erlaubt Zerspanung und Lasertexturierung in ein und derselben Aufspannung.

Die DMU 125 LS erlaubt Zerspanung und Lasertexturierung in ein und derselben Aufspannung.

Komplexe Texturen in hochwertige Formen einbringen – auch wenn man einen guten Ätzereibetrieb an der Hand hat, ist das für viele Werkzeugbauer immer wieder eine Zitterpartie. Denn aufgrund des meist fehlenden Formenbauwissens in den externen Ätzereibetrieben sind die Ergebnisse oft nicht optimal. Dazu kommt der hohe Zeitaufwand – für eine gut ausgearbeitete Armaturenträgerform kann der schon mal bei bis zu sechs Wochen und mehr liegen.

Für ihre hochwertigen Formen verwenden die Formenbauer Stahl oder Aluminium vom Wolfurter Normalienspezialisten Meusburger. Auch dank der Homogenität und hohen Qualität der Materialien lassen sich die gewünschten Strukturen sehr exakt abbilden. Das ist aus optischen oder funktionalen Gründen ein großer Vorteil.

„Oberflächentexturen können unterschiedlichste Funktionen übernehmen“, erklärt Thorsten Michel, Geschäftsführer beim T. Michel Formenbau. „Von der exklusiven Optik etwa einer

Laserabtrag

Bis zu 2 mm tief kann der Stahl per Laser abgetragen werden.

Ledernarbung auf einer Formkontur für automotive Interieur-Teile über die Entlüftung von Werkzeugen im Produktionsprozess bis hin zu einer sehr effizienten Schmierung mittels Mikrostrukturen gibt es eine weite Palette an Anwendungsmöglichkeiten.“

 

Zerspanen und Texturieren

Um beim Erstellen auch sehr komplexer Oberflächenstrukturen unabhängiger zu werden und für ein Plus an Prozesssicherheit und Präzision setzt Michel seit kurzem auf eine DMU 125 LS. Diese Maschine, die über eine von der DMG-Mori-Tochter Sauer gefertigte Lasertec-Einheit verfügt, ermöglicht es dem Formenbauer, in einer einzigen Aufspannung einerseits die Kontur zu zerspanen und andererseits eine qualitativ sehr hochwertige Oberflächenstruktur einzubringen.

Meine Meinung

Respekt – es ist schon mutig, einer der Ersten zu sein, die in eine neue Technologie einsteigen. Der Invest ist kein Pappenstil – rund 1,2 Mio. Euro, zu denen noch „Kleinigkeiten“ wie Software oder Mitarbeiterschulung kommen. Umso erfreulicher, wenn sich dieser Mut zum kalkulierbaren Risiko so direkt auszahlt: Die ersten Aufträge aufgrund des Lasertexturierens sind bereits im Haus, und das Interesse scheint riesengroß. Thorsten Michel will das Texturieren auch anderen Formenbauern als Dienstleistung anbieten. Einige große Werkzeugbauer – auch aus dem Ausland – waren bereits in Lautert und wollen hier arbeiten lassen. Kein Wunder, dass Michel bereits laut über eine zweite Lasertec nachdenkt.
Richard Pergler, Redaktion fertigung

„Unsere Lasertec-Maschine ist die erste ihrer Art, die an einen Formenbauer ausgeliefert wurde“, erklärt Thorsten Michel, der in seinem Unternehmen über eine ganze Flotte von DMG-Maschinen verfügt und sich vom Servicestützpunkt Frankfurt aus auch sehr gut betreut weiß. „Wir können damit in einer einzigen Aufspannung sowohl die Kontur der Form präzise und rationell zerspanen als auch danach per Laser die Oberflächentextur einbringen – und das mit einer sehr hohen Genauig­keit. „Das hat eine ganze Reihe von Vorteilen: „Neben der hohen Präzision und der sehr guten Prozesssicherheit, die uns diese Technologie bietet, konnten wir auch die Durchlaufzeiten drastisch reduzieren“, erklärt Michel. „Für eine Form, die mit Ätzen sechs Wochen benötigt hatte, brauchten wir mit dem Laser gerade einmal zweieinhalb Wochen.“

 

Lasertec-Einheit

Die Lasertec-Einheit wird in die Werkzeugaufnahme eingewechselt.

Während beim Ätzen aufgrund der zahlreichen Einflussfaktoren im Prozess das Ergebnis nur innerhalb einer gewissen Bandbreite vorhergesagt werden kann, lassen sich die Strukturen beim Lasern mit einer hohen Reproduzierbarkeit realisieren. Das be­deutet, dass auch bei einem Mehrkavitätenwerkzeug jede Kavität exakt die gleiche Textur aufweisen kann. „Selbst die Reparatur einer texturierten Form ist kein Problem mehr“, betont Michel. „Da das Texturieren ein digitaler Prozess ist, können wir beispielsweise reparaturschweißen, dann die Kontur fräsend fertigbearbeiten und im Anschluss das Teilprogramm für die Texturierung der betreffenden Stelle ablaufen lassen.“

Anders als beim Ätzen, wo auch heute noch sehr vieles von versierten Ätzkünstlern in Handarbeit erledigt wird, geschieht die Erstellung einer lasertexturierten Oberfläche am Computer. Mittels spezieller Software wird eine Textur über die CAD-Geometrie des Werkstücks gelegt.

 

Schnell zur optimalen Lösung

Das erfolgt weitgehend automatisch – der Bediener kann sich darauf konzentrieren, kritische Stellen wie Übergänge und andere sensible Freiformflächen nachzubearbeiten. Hier lassen sich

Mikrostrukturen per Laser

In die Schaumform wurden per Laser unter anderem Mikrostrukturen zur prozesssicheren Entlüftung eingebracht. Bei den verarbeiteten Werkstoffen verlässt sich T. Michel zunehmend auf Meusburger.

Geometrie und Textur optimal aufeinander abstimmen – der Formenbauer, der ja sowohl die Geometrie als auch die Oberfläche programmieren kann, weiß genau, an welchen Stellschrauben er drehen kann und wo er etwa einen Radius zugunsten einer bestmöglichen Struktur modifizieren darf. „Mit den gewonnenen Daten lassen sich auch detaillierte 3D-Modelle generieren, anhand derer Werkzeuge mit dem Kunden zusammen optimiert und durch den Freigabeprozess gebracht werden können. Beim Lasertexturieren lassen sich mehrere Strukturen übereinander legen – so kann ein Labyrinth aus Mikrokanälen für eine sichere automatische Werkzeugentlüftung sorgen. „Anti-Quietsch-Flächen“ verhindern in der Autoindustrie störende Geräusche. Und mit Mikrostrukturen lässt sich der Ölfilm einer Schmierung sehr exakt steuern.

Profiwissen pur

Per Laser zur detaillierten Textur

Das Ätzen von Strukturen ist, auch wenn die Betriebe in Deutschland in den vergangenen Jahren hier einige sehr lobenswerte Entwicklungten angestoßen haben, nicht gerade umweltfreundlich. Es lässt sich nicht reproduzierbar gestalten und dauert so lange, wie der chemische Prozess eben braucht. Aus Sicht des Werkzeugbauers in den meisten Fällen wohl zu lange. Die Texturierung per Laser belastet die Umwelt kaum, ist sehr exakt reproduzierbar und vom Zeitaufwand deutlich rationeller. Speziell dann, wenn sich Geometrie und Oberfläche so in einer einzigen Aufspannung herstellen lassen, kann der Werkzeugbauer Zeit und Kosten sparen. Und er ist Herr über den gesamten Prozess.

Beim Material geht der Formenbau kein Risiko ein – sie setzen auf Aufbauten und Einsätze von Meusburger. „Viele denken: Stahl ist gleich Stahl“, meint Michel. „Dabei gibt es hier gravierende Unterschiede. Wir haben die gleiche Form zweimal für einen Kunden gebaut. Einmal mit Meusburger-Stahl, den wir selbst beschafft haben, und das zweite Mal mit einem Stahl, der uns, damit es für ihn ,billiger‘ werden sollte, vom Kunden bereit gestellt wurde.“

geschaeumten Lenkrad

Musterteil von T. Michel Formenbau: Unterschiedliche gelaserte Texturen auf einem geschäumten Lenkrad.

Obwohl die Spezifikationen der Stähle auf dem Papier absolut identisch waren – die Ergebnisse lagen weit auseinander: „Wir brauchten mit dem Kundenstahl viel länger in der Zerspanung, und wir mussten das Doppelte an Wendeschneidplatten einsetzen“, ärgert sich Michel. „Erheblicher Mehraufwand, der ja auch finanziert werden muss – erklären Sie das mal Ihrem Kunden!“

Der Normalienhersteller aus Wolfurt in Österreich liefert sehr schnell, höchst zuverlässig und vor allem in sehr hoher Qualität. „Auch Sonderanfertigungen werden sehr schnell geliefert“, berichtet Michel. „Eine 1,2 x 1,2 m große Sonderplatte war innerhalb von zwei Tagen bei uns – das hat uns einen Auftrag gerettet.“ Die Meusburger-Stähle verhalten sich auch chargenübergreifend durchwegs sehr homogen, die Platten sind laut Michel zudem „absolut maßhaltig“. Negative Überraschungen etwa aufgrund von Verzug gibt es nicht, da die Stähle

Formaufbauten

Auch bei Formaufbauten verlassen sich die Werkzeugexperten in Lautert auf Komponenten von Meusburger. Neben der hohen Qualität sind die kurzen und verlässlichen Lieferzeiten wichtiges Entscheidungskriterium.

ausgiebig spannungsarm geglüht werden. „Beim Lasern gehen wir bis zu 2 mm tief in die Oberfläche“, erklärt Michel. „In reinem homogenen Stahl ist die Abtragsleistung höher und auch die erzielbare Oberflächenqualität besser. Deshalb setzen wir auf den sehr sortenreinen Meusburger-Stahl. Nicht nur dann, wenn es um hochpräzise Spritzgießteile geht.“

Kontakt: T. Michel Formenbau GmbH & Co. KG, www.michel-form.de
DMG Mori Seiki Deutschland GmbH, www.dmgmori.com
AMB Halle 7, Stand A01
Meusburger Georg GmbH & Co KG, www.meusburger.com
AMB Halle 6, Stand A53

Weitere interessante Videos finden Sie auf dem Youtube-Kanal der fertigung.