Pikosekundenlaser für Hartmetall und Keramik

In der Herstellung komplexer und filigraner 3D-Formen für den Werkzeug- und Formenbau setzt die Laser factory auf modernste LASERTEC-Maschinen von DMG MORI

2002 haben Michael Köppel und Björn Büchel die Laser factory GmbH in Rebstein in der Schweiz gegründet. Binnen weniger Jahre ist das Unternehmen zu einer festen Größe im Bereich des Präzisionslaserabtragens herangewachsen.

2002 in Rebstein in der Schweiz gegründet ist die Laser factory GmbH binnen weniger Jahre zu einer festen Größe im Bereich des Präzisionslaserabtragens herangewachsen. Auf insgesamt zehn LASERTEC 40 Shape von DMG MORI fertigt der innovative Dienstleister an mittlerweile zwei Standorten komplexe und filigrane 3D-Formen für Kunden aus der Uhrenindustrie, dem Automobilbau sowie dem Werkzeug- und Formenbau im Spritzguss und in der Stanztechnik. Die in der Fertigung verfügbaren Laserquellen umfassen lampen- und diodengepulste Laser, fasergeführte Laser und Pikosekundenlaser, so dass die Laser factory ein sehr breites Materialspektrum bis hin zu Hartmetallen und Keramik wirtschaftlich bearbeiten kann.

Mit langjähriger Erfahrung im Werkzeugbau und der Kaltumformung haben Björn Büchel und Michael Köppel das Potenzial des Laserabtragens früh erkannt. Mit Hilfe der modernen Lasertechnologie waren die Gründer der Laser factory in der Lage, anspruchsvolle 3D-Formen auch in kleinen Stückzahlen wirtschaftlich und in hoher Präzision herzustellen. „Wir gehörten damals zu den ersten am Markt, die auf diese Weise gefertigt haben“, erinnert sich Michael Köppel. Das habe zu einem Wissensvorsprung geführt, den die Laser factory weiter behaupte. Björn Büchel ergänzt: „Mit dem technologischen Fortschritt optimieren wir auch unsere Prozesse kontinuierlich, so dass wir unser Leistungsspektrum immer weiter ausbauen.“

Michael Köppel und Björn Büchel

Mit langjähriger Erfahrung im Werkzeugbau und der Kaltumformung haben Björn Büchel und Michael Köppel das Potenzial des Laserabtragens früh erkannt. Mit Hilfe der modernen Lasertechnologie waren die Gründer der Laser factory in der Lage, anspruchsvolle 3D-Formen auch in kleinen Stückzahlen wirtschaftlich und in hoher Präzision herzustellen. „Wir gehörten damals zu den ersten am Markt, die auf diese Weise gefertigt haben“, erinnert sich Michael Köppel. Das habe zu einem Wissensvorsprung geführt, den die Laser factory weiter behaupte. Björn Büchel ergänzt: „Mit dem technologischen Fortschritt optimieren wir auch unsere Prozesse kontinuierlich, so dass wir unser Leistungsspektrum immer weiter ausbauen.“

Das Besondere am Leistungsspektrum der Laser factory ist die große Produktpalette. „Das Laserabtragen wird meistens in der Eigenfertigung größerer Unternehmen eingesetzt, wo es in der Regel um eine begrenzte Zahl von Applikationen geht“, erklärt Björn Büchel. Als Dienstleister müsse man hingegen ständig neue Herausforderungen meistern. Er verweist auf die Vielfalt der Materialien und die Komplexität der 3D-Formen. „Durch die Lasertechnologie können wir hier extrem wirtschaftlich und kundenorientiert arbeiten.“

Die Vorteile des Laserabtragens gegenüber konventionellen Fertigungsverfahren wie dem Senkerodieren liegen auf der Hand: Selbst komplexeste Formen werden auf Basis von 3D-Daten direkt erzeugt, ohne dass eine aufwändige und kostenintensive Elektrodenfertigung als Zwischenschritt erfolgt. Somit arbeitet die Laser factory bereits ab Losgröße 1 wirtschaftlich. Zudem sind die Formen ohne weiteres reproduzierbar. „Durchlauf- und Entwicklungszeiten können dadurch erheblich reduziert werden“, so Michael Köppel. Viel Kunden würden morgens 3D-Daten schicken und abends die fertige Form abholen.

Leistungsspektrum erweitert dank Pikosekundenlaser

Seit 2012 bearbeitet die Laser factory die anspruchsvollen Bauteile mit einem Pikosekundenlaser, den DMG MORI in der LASERTEC 40 Shape einsetzt.

Die Weiterentwicklung der Lasertechnologie hat dazu geführt, dass die Laser factory immer hochwertigere 3D-Formen anbieten konnte. Konturen werden feiner, Wände steiler, Oberflächen hochwertiger. Mit dem modernen Pikosekundenlaser können sogar Hartmetalle und Keramiken – anders als in einer konventionellen Fertigung – effizient und in höchster Präzision bearbeitet werden. Darin sieht Michael Köppel einen großen Pluspunkt für Kunden: „Hartmetallwerkzeuge haben eine deutlich höhere Standzeit beim Stanzen und Prägen.“ Zudem sei die Oberflächengüte von Ra 0,15 bis 0,20 so hoch, dass der Polieraufwand um bis zu 70 Prozent minimiert werde.

Die Laser factory verwendet den Pikosekundenlaser seit 2012. Björn Büchel blickt zurück: „Die innovative Laserquelle hat uns neue Möglichkeiten eröffnet, aber zu Beginn auch vor große Herausforderungen gestellt.“ Plötzlich habe man im Fertigungsprozess zusätzliche Parameter berücksichtigen müssen. Denn zusätzlich zu Stromstärke, Frequenz, Geschwindigkeit, Spurversatz und Schichtabtrag muss in diesem Fall über eine Höhenverstellung auch der Fokus eingestellt werden, um die hohe Intensität des Pikosekundenlasers zu kontrollieren. Ebenso war es anfangs nötig, den Erstpuls zu unterdrücken, um nicht zu viel Material abzutragen. „Wir bewegen uns da auf einem schmalen Grat, wenn der Abtrag lediglich 1/10.000 mm beträgt“, fügt Michael Köppel hinzu.

Laserbearbeitung von vertieften 3D-Konturen in Hartmetall mittels Pikosekundenlaser.

Die anfänglichen Herausforderungen mit dem Pikosekundenlasers hat die Laser factory längst gemeistert. „Mit Hilfe der LASERSOFT 3D können wir sehr komfortabel arbeiten und erzielen optimale Fertigungsergebnisse“, beurteilt Björn Büchel die von DMG MORI entwickelte Software. Dies gelte auch für die Steuerung des Lasers. „Dank 6-Achstechnologie sind auf der LASERTEC 40 Shape auch senkrechte Wände möglich.“ Insgesamt beurteilt Michael Köppel den Einsatz des Pikosekundenlasers als großen Schritt in der geschäftlichen Entwicklung: „Wir haben viele Kunden hinzugewinnen können, weil die Vorteile der Hartmetallbearbeitung mittels Laserabtragen stark überwiegen.“

So wie in den vergangenen Jahren wird die Laser factory auch in Zukunft mit der Lasertechnologie und an neuen Herausforderungen wachsen. Auch das Leistungsspektrum möchten die beiden Geschäftsführer gerne erweitern, wenn es die technologischen Fortschritte ermöglichen. Björn Büchel und Michael Köppel setzen ihre Hoffnung beispielsweise in das Laserstrukturieren, das DMG MORI auf größeren Maschinen bereits erfolgreich anwendet: „Wenn die Technologie auch im kleinen Maßstab funktioniert, können sich für uns erneut interessante Anwendungsfälle ergeben.“