Schwerpunkte

Ergänzung zum Stanz-Biege-Verfahren

Steckverbinder präzise mit dem Laser schneiden

11. August 2020, 07:55 Uhr   |  Corinna Puhlmann-Hespen

Steckverbinder präzise mit dem Laser schneiden
© Fraunhofer ILT, Aachen

Forschungsprojekt "ScanCut": Projektpartner haben ein laserbasiertes Verfahren zum Wendelschneiden mit Multistrahlmodul entwickelt und damit neue Lösungsansätze als Ergänzung zum Stanzen erarbeitet.

Im Rahmen des EFRE-Forschungsprojekts „ScanCut“ hat das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT zusammen mit Industriepartnern aus Nordrhein-Westfalen ein hybrides Fertigungsverfahren zum Laserschneiden von dünnwandigen Metallbändern entwickelt.

Die Anzahl der Steckverbinder im Auto steigt weiter an. Bisher entstehen diese Kontaktteile im klassischen Stanz-Biege-Prozess, zum Beispiel bei der Firma Kostal Kontakt Systeme in Lüdenscheid. Das altbewährte mechanische Verfahren stößt jedoch zunehmend an Grenzen, denn gefragt sind wegen der steigenden Anzahl an Verbindungselementen deutlich kleinere Steckverbinder, deren Kontakteile im Zuge der Miniaturisierung immer filigranere Strukturen aufweisen müssen.

Insbesondere bei der Herstellung von Kontaktbereichen mit mehreren unabhängig voneinander federnden Kontaktpunkten auf kleinem Bauraum kann das Laserschneiden bislang nicht zu realisierende Design-Optionen eröffnen. Dabei stützt die Redundanz der Kontaktpunkte die gerade im Bereich der Signalübertragung geforderte elektrische Robustheit.

Laserbasiertes Wendelbohren

Eine weitere Ergänzung ist das Wendelbohren mit Ultrakurzpulslasern (UKP-Lasern).

Laserbasiertes Wendelschneiden
© Fraunhofer ILT, Aachen

Schnittfuge nach Wendelschneiden auf einem Metallblech.

Das patentierte Verfahren des Fraunhofer ILT hat sich bereits bei Präzisionsmikrobohrungen mit großem Aspektverhältnis in Stahl, Glas und Keramik bewährt. Für das Wendelbohren spricht die Präzision: Der Fokusdurchmesser beträgt 25 µm – bei einer Rauheit Ra an den Bohrlochwänden von weniger als 0,5 µm. Die hohe Qualität wird aber nur bei geringer Prozessgeschwindigkeit erreicht.

„ScanCut“ setzt auf Zusammenspiel mit Multistrahloptik

Doch lässt sich das bewährte Verfahren auch zum Schneiden von Blechteilen einsetzen? Wie lässt sich die Prozessgeschwindigkeit erhöhen, damit es auch für die Serienproduktion infrage kommt?

Unter dieser Fragestellung starteten Kostal und das Fraunhofer ILT mit der Amphos GmbH und der Pulsar Photonics GmbH aus Herzogenrath das Verbundprojekt ScanCut, das mit Mitteln des Europäischen Fonds für Regionale Entwicklung EFRE und des Landes NRW gefördert wurde.

»Im Projekt setzten wir unsere Wendelbohroptik zusammen mit einem Multistrahlmodul von Pulsar Photonics und einer HighPower-Strahlquelle von Amphos ein«, erklärt Jan Schnabel, wissenschaftlicher Mitarbeiter der Gruppe Mikro- und Nanostrukturierung am Fraunhofer ILT. »So ließen sich die Präzision und Qualität des Wendelbohrprozesses mit der Produktivität einer Multistrahlbearbeitung kombinieren«.

Bei Amphos wurde eine HighPower-Strahlquelle basierend auf der InnoSlab-Technologie entwickelt, mit einer Ausgangsleistung von 300 W bei einer Pulsenergie von 3 mJ. Die hohe Pulsenergie ist nötig bei einer Teilung des Laserstrahls auf bis zu 20 Einzelstrahlen. Doch zunächst untersuchten die Projektpartner bei Tests mit zwei- bis sechsfacher Strahlteilung, ob der Multistrahlansatz funktioniert.

Prototypenanlage funktioniert, Folgeprojekt in Sicht!

In einem Folgeprojekt wollen die Pulsar Photonics und das Fraunhofer ILT die Wendelschneid-Technologie mit Multistrahlansatz weiterentwickeln, auch die im Projekt gewonnen Erkenntnisse zur Entwicklung von HighPower-Strahlquellen werden zum Ausbau des Portfolios von Amphos eingesetzt.

Das EFRE-geförderte Projekt »ScanCut – Laserschneiden im Stanzprozess« mit einer Laufzeit von drei Jahren wurde vor kurzem abgeschlossen.

Auf Facebook teilenAuf Twitter teilenAuf Linkedin teilenVia Mail teilen

Das könnte Sie auch interessieren

Schnellere Steckverbinder-Entwicklung dank 3D-Druck
Messing-Kabelverschraubung – erstmals ohne Blei!

Verwandte Artikel

elektroniknet