Digitale Laserschablone

Axel Rieckmann, Vertriebsleiter Industrie bei LAP: „Wir waren uns sicher, dass wir den Herstellern von Windkraftanlagen mit unserer Projektionstechnik helfen können und haben dafür unsere Erkenntnisse aus dem Flugzeugbau genutzt.“

Herausgekommen ist dabei das neue Lasersystem COMPOSITE PRO, die digitale Laserschablone für Verbundwerkstoffe. Dieses Verfahren ist als erstes optisches Projektionssystem in der Herstellung von Windenergieanlagen vom Germanischen Lloyd zertifiziert worden. Rieckmann: „Der Germanische Lloyd hat ausschließlich LAP Laser zertifiziert. Das ist für uns eine große Auszeichnung, die von den Kunden bereits gewürdigt wird. Für sie bedeutet unsere Projektionstechnologie mehr Sicherheit im Prozess bei gleichzeitiger Kostenersparnis. Wenn uns eine der weltweit führenden technischen Überwachungsgesellschaften für solche Argumente auch noch Brief und Siegel gibt, fühlen wir uns in unserer Produktstrategie natürlich bestärkt.“

Ähnlich wie beim Flugzeugbau besitzen kohlenstoffverstärkte Kunststoffe in der Rotorblattfertigung eine große Bedeutung. Sie sind insbesondere durch ihr geringes Gewicht attraktiv. Beim Aufbau von Karbonfaserteilen projizieren die Systeme von LAP die Lage der einzelnen Kohlefasermatten mit Laserstrahlen. Das spart Zeit und Geld, da das Ausrichten der Teile mit unhandlichen Schablonen und das umständliche manuelle Einmessen entfallen. Außerdem wird die korrekte Lage der Kohlefaserlagen in der gekrümmten Gießform während der Herstellung mit Hilfe der Laserprojektion überprüft. So lassen sich Fehler in der Produktion schon frühzeitig ausschließen und Einsparungen von bis zu 100 Prozent realisieren.

Für Rotorblätter bis 65 Metern Länge hat LAP das Multi-Head System: Mehrere Projektoren, deren Arbeitsbereiche überlappen, überspannen die gesamte Länge der Flügel. Aufgrund der Präzision im Millimeterbereich und der hohen Reproduzierbarkeit gewährleisten sie, dass alle Teile präzise an ihrer Sollposition aufgelegt werden können. Die Multitasking-Software macht es möglich, dass für jede Arbeitsgruppe die Kontur angezeigt wird, mit der sie gerade arbeitet. Dabei können alle Teams vollkommen unabhängig voneinander arbeiten. So optimiert das System Arbeitsabläufe und beschleunigt die Fertigung.

LAP Laserprojektoren können die drei Farben grün-rot-gelb gleichzeitig projizieren. Dadurch lassen sich bestimmte Bereiche, die besonders beachtet werden müssen, hervorheben. Durch den Wechsel der Farbe der gesamten Kontur von rot nach gelb oder grün kann das System auch signalisieren, welche Teile bearbeitet werden müssen, in Arbeit oder bereits fertig belegt sind. In Abhängigkeit von der Farbe der verwendeten Werkstoffe kann auch die jeweils am besten reflektierte Farbe eingestellt und so die Sichtbarkeit der Kontur auf dem Grundmaterial optimiert werden.

Die LAP PRO-SOFT 3D Software steuert den gesamten Arbeitsablauf von der Eingabe der CAD-Daten über die Übertragung der Steuerdaten an die Projektoren bis zur Abfolge der einzelnen Arbeitsschritte. Außerdem führt sie den Anwender Schritt für Schritt durch den gesamten Prozess des Lagenaufbaus.

LAP verwendet digitale Regler für die Ansteuerung der Spiegel. Auf diese Weise gibt es keine interne systembedingte Drift, die Projektoren zeichnen sich durch hohe Wiederholgenauigkeit und Stabilität der Projektion aus. Das System prüft in frei wählbaren Zeitintervallen automatisch die Position mehrerer Referenzpunkte auf der Arbeitsoberfläche und gewährleistet so die exakte Kalibrierung des Systems (Target Check). Darüber hinaus verhindern automatische Funktionen Bedienfehler und sorgen zu jeder Zeit für höchste Präzision und Reproduzierbarkeit.

Die Laserprojektoren werden meist unter der Hallendecke oder an einer Tragkonstruktion befestigt. Die Laserköpfe sind vollständig gekapselt. So kann kein Staub eindringen, die Laser verschmutzen nicht. Die aktive thermoelektrische Temperierung gleicht Schwankungen der Umgebungstemperatur aus und stellt so die lange Lebensdauer der Lasermodule sicher. Die kompakte und leichte Bauweise ermöglicht es, die Systeme einfach in bestehende Produktionsanlagen zu integrieren.

LAP Laser Applikationen, Lüneburg www.lap-laser.com

Um eine Kontur darzustellen, lenken zwei drehbare, elektronisch gesteuerte Spiegel (Galvanometer) einen Laserstrahl ab und projizieren ihn auf die Oberfläche. Das geschieht mit so hoher Geschwindigkeit, dass das menschliche Auge die Kontur als eine durchgehende Linie wahrnimmt. Aus einem Abstand von vier Metern von der Arbeitsoberfläche erreichen die Laserprojektoren eine Genauigkeit von +/- 0,5 mm.

Laserprojektionssysteme erzeugen Punkte, Linien, Kreuze oder beliebig geformte Umrisse, z.B. maßstabsgerechte Formen aus CAD-Daten. Die gut sichtbaren roten oder grünen Laserlinien werden genutzt, um Produkte oder Bauteile zu platzieren oder auszurichten. Ein wichtiger Einsatzbereich liegt in der Fertigung von high-tech Karbonfaserbauteilen in der Luftfahrt- und Fahrzeugindustrie. Der Einsatz von Laserprojektionssystemen ist auch in anderen Branchen üblich, beispielsweise in der Holzverarbeitung, in der Textilindustrie, in der Reifenindustrie oder bei der Herstellung von Beton-Fertigteilen und Windkrafträdern.