Pagina 19 van: MTL Metaal Magazine 2 – 2022

wel nodig, want er zouden nog vele
jaren van ontwikkeling volgen. Het
grootste probleem bleek de bewer-
kingssnelheid. “Bij een draaiend on-
derdeel bewerkt de laser altijd maar
een smalle strook van het opper-
vlak, namelijk de strook die op dat
moment naar het optische element
is gedraaid. De sleutelfactor was dus
hoe snel de machine nieuwe, onbe-
werkte delen van het oppervlak het
laserlicht in kan draaien.” Dankzij
een uiterst precieze luchtgelagerde
rotatie-as kan het werkstuk tot 3.500
rotaties per minuut halen. Hoewel
dit met het blote oog ongelooflijk
snel lijkt, is het voor een laser die
pulseert met een snelheid van picose-
conden als een slow motion film. “In
die tijd kan de laser een lijn snijden,
daarna bij wijze van spreken twee
koffie drinken, een boek lezen, een
lunchpauze nemen, de director’s cut
van de Star Wars-trilogie bekijken
en dan zien of hij weer nodig is”,
lacht Lendner. “In dit tempo is de
bewerking gewoon te langzaam om
kosteneffectief te zijn.”
Toen ging er een lichtje op bij het
team. Hoewel er diverse fysieke be-
perkingen gelden voor een roterend
stuk metaal, zijn die beperkingen

Miniaturisering
De markt vraagt om almaar klei-
nere onderdelen die met steeds
meer precisie en hoogstaande
afwerking moeten worden ver-
vaardigd. Metaalbedrijven lopen
hierbij steeds vaker aan tegen de
grenzen van conventionele be-
werkingen, stelt GFH. Ultrakorte
pulslasers kunnen dan een optie
zijn. USP-lasers kunnen volgens
het bedrijf de vereiste hoge kwa-
liteit bieden, onder meer dankzij
contactloze ablatie en een zeer
lage warmte-inbreng.

Het principe van het laserdraaien: links de luchtgelagerde rotatie-as die het werkstuk vasthoudt en het met een snelheid van 3.500 omwentelingen
per minuut draait. De trepaneer-optiek werkt van bovenaf. Met deze optiek kan het focuspunt het werkstuk tot 30.000 keer per minuut omcirkelen,
terwijl ondertussen bliksemsnel een grote hoeveelheid aan ultrakorte pulsen wordt afgevuurd.

MTL METAAL MAGAZINE APRIL 2022 BLIK VOORUIT 19

er niet voor licht, dat immers geen
massa heeft. Met dit in gedachten
begonnen de ontwikkelaars vervol-
gens de laserstraal zelf razendsnel te
laten roteren. Wanneer de laserstraal
nu op het roterende werkstuk wordt
aangebracht, zorgt een tegenrotatie
ervoor dat de bewerkingssnelheid
drastisch omhoog gaat.

Roterende lenzen
Dit principe gaf de GFH-ingenieurs
inspiratie om door te gaan. Ze
brachten een optiek voor trepaneren
(boren) in die ze eigenlijk voor een
ander project hadden ontwikkeld.
Het hart van deze trepaneer-optiek
wordt gevormd door roterende cilin-
drische lenzen, die gevat zijn in een
uiterst fijn uitgebalanceerde preci-
siespindel. Met deze eenheid kan het
focuspunt het werkstuk tot 30.000
keer per minuut omcirkelen, terwijl
ondertussen bliksemsnel een grote
hoeveelheid aan ultrakorte pulsen
wordt afgevuurd. In de eerste stap –
de ruwe bewerking – verdampt het
licht zoveel mogelijk materiaal, met
een aanzienlijke energie-input. In de
daaropvolgende fase, de finishing,
wordt juist minder energie gebruikt
om de uiteindelijke oppervlakte-

afwerking te bereiken.
Zo wist het bedrijf dus uiteindelijk
ook het laserdraaiproces onder de
knie te krijgen. Na snijden, boren
en textureren is draaien nu als
vierde USP-laserbewerkingsproces
toegevoegd op de GL.smart. Zo kan
het werkstuk in één machine alle
bewerkingen ondergaan zonder dat
het steeds opnieuw hoeft te worden
opgespannen. Het gepatenteerde
optische trepaneer-element werkt
naadloos door elke bewerkingsfase
totdat het werkstuk gereed is.

17-18-19_gfhlaserdraaien.indd 19 04-04-2022 14:04