• Firma: Bettonville
  • Land: Deutschland
  • Artikel vom: 23 November 2010
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  • Kategorie(n): WERKZEUG FERTIGUNG, Laserbearbeitung
  • Entwicklung des Lasersystems UltraShape II: Erfahrungen und Resonanz

    In der DIAMOND BUSINESS, Ausgabe 1/2009, berichteten wir über UltraShape II, ein innovatives Lasersystem für Diamantbearbeitung des belgischen Traditionsunternehmens Bettonville. Wir stellen in dieser Sonderedition die Firma und ihre Ausrichtung vor.

    Zur Erinnerung

    Seit mehr als 100 Jahren ist die Firma Bettonville aus Antwerpen in der Schmuckdiamantindustrie tätig. Werkzeuge und Maschinen der Marke Bettonville für Diamantbearbeitung sind in fast jeder Diamantfabrik der Welt zu finden. Bereits vor zehn Jahren brachte die Firma Bettonville das erste Lasersystem zum sicheren und schnellen Schneiden von Diamanten auf den Markt. Das war eine technologische Revolution in der Schmuckdiamantindustrie, denn das Schneiden von einem 1-Karat Diamanten (ca. 4 mm Durchmesser) wurde so von drei Stunden Schneiden mit der Phosphorbronzesäge auf vier Minuten Laserschneiden reduziert. Im Jahre 2003 wurde der Schmuckdiamantindustrie mit dem universalen Combi Lasersystem eine Weiterentwicklung vorgestellt, mit der erneut Maßstäbe auf diesem Gebiet gesetzt wurden. Dieses Lasersystem ermöglichte nicht nur das Schneiden von Diamanten, sondern auch das automatische und programmierbare Konturschneiden und vorfacettieren. Es wurden bis heute weltweit mehr als 400 Bettonville Lasersysteme installiert, darunter 200 des Typs Combi.

    Lasersysteme für industrielle Anwendungen

    In demselben Jahr, auf der Ausstellung „Laser World of Photonics“ in München, wurde von Bettonville eine neue Variante des Lasersystems vorgestellt, die an Anforderungen auch anderer Industriezweige angepasst wurde. Das neue Lasersystem mit dem Handelsnamen UltraShape 5xs unterschied sich stark von den anderen Laseranlagen auf dem Markt. Es war kompakt, preisgünstig, modular gebaut und speziell für die risikolose, schnelle und präzise Bearbeitung von verschiedenen Diamantarten bestimmt: Naturdiamanten, monokristalline HPHT-Diamanten, PKD sowie mono- und polykristalline CVD-Diamanten. UltraShape 5xs fand großes Interesse bei den Herstellern von Diamantwerkzeugen, Anvil-Elementen und optischen Bauteilen aus Diamant, Diamantelementen zur schnellen Wärmeabfuhr in der Mikroelektronik, von Diamantskalpellen in der Augenchirurgie, u.a.. Zu den Kunden der Firma Bettonville gehören seither zahlreiche renommierte Unternehmen dieser Branchen aus den USA, aus Kanada, Europa und aus Fernost.

    Ultrashape II Jasersystem

    In den folgenden Jahren arbeitete Bettonville an der Weiterentwicklung des UltraShape 5xs Lasersystems. Als Ergebnis entstand ein neues Modell, das im 1. Quartal 2009 unter dem Handelsnamen UltraShape II auf den Markt gebracht wurde. Das optische System, das inzwischen durch Bettonville patentiert wurde, reduzierte Gewichtverluste der Diamanten beim Schneiden, garantierte hohe Geschwindigkeit der Bearbeitung sowie außergewöhnliche Oberfl ächen- und Kantenglätte in allen Schneidrichtungen. Es wurde somit das Schneiden von beliebigen Konturen wie polygonal, rund, oval, konkavkonvex oder eine Kombination davon, mit der gleich hohen Glätte der Kanten und der ganzen Oberfl äche möglich. Das neue optische System erhöhte außerdem erheblich die Sicherheit der Laserbearbeitung von so wertvollem Material, wie Diamant. Die durch die Wirkung des Laserstrahls entstehende Erhitzungszone (heat-effected zone) am Diamant wurde minimiert und damit wurde das Risiko des Diamantbruchs sowohl im Mikro- wie auch im Makrobereich, vermieden. Zu den wichtigen Eigenschaften des optischen Systems von Bettonville gehört auch die Möglichkeit, die Folgen der Laserstrahldivergenz auf dem Material zu kompensieren, um die Seitenfl ächen von Objekten senkrecht zu der Grundebene schneiden zu können.

    Ergonomie und Benutzerfreundlichkeit des Ultrahape II Lasersystems

    Bei der Entwicklung des neuen Lasersystems wurde an seine Ergonomie gedacht und dem Bedienungspersonal hinter dem Steuerpult die Kontrolle über die Arbeit des Laserstrahls am Diamant sowohl auf zwei Bildschirmen in zwei verschiedenen Vergrößerungen als auch direkt durch ein Beobachtungsfenster der Kammer ermöglicht. Das erweist sich besonders bei experimentellen Arbeiten und bei einer sehr genauen Einstellung der Parameter, die von dem Bearbeitungsprozess und der Art des Diamanten abhängig sind, als ein großer Vorteil.

    Darüber hinaus wurde UltraShape II mit dem Automatischen System der Spiegeljustierung (ASMA) und mit dem optischen Leistungsregler (OPR) ausgestattet, die dem Bedienungspersonal die Kontrolle der Einstellung von Laserstrahl und ihrer optischen Leistung direkt von der Tastatur ermöglicht. ASMA lässt eine schnelle Kontrolle des Ist- Wertes der Laserstrahlpositionierung zum beliebigen Zeitpunkt zu und ermöglicht, je nach Bedarf, eine nochmalige Kalibrierung des Systems. Über OPR hingegen lässt sich die optische Leistung des Laserstrahls während des Konturschneidens ohne Minderung der Qualität des Laserstrahls über die Software variieren, um eine noch bessere Oberflächen- und Kantenglätte bei Gestaltung von komplizierten Formen zu erreichen.

    Intervielw Dipl.-Ing. Krytyna Jedraszak, GF von Bettonville

    Wir wollten erfahren, wie die Resonanz auf die neueste Entwicklung von Bettonville war und baten die Geschäftsführerin der Firma, Dipl.-Ing. Krystyna Jedraszak, um ein Gespräch.

    DB: Wie ist die Resonanz der Märkte?

    Wir sind uns dessen bewusst, dass dem Interesse, das unser System erweckt, vorerst ein Schuss von Misstrauen beigemischt wird. Das ist für uns nichts weiter als noch eine Herausforderung, der wir uns gerne stellen. Wir brechen ja letztendlich ein Tabu, weil wir behaupten, dass die Bearbeitung von Diamantmaterial jeglicher Natur kein Mysterium mehr sein muss, sobald nur unser System verwendet wird. Im Vergleich zu den Erzeugnissen der traditionellen Maschinenbaubranche zeichnet sich unser System durch den kompakten Aufbau, seine äußerst einfache Bedienung, Flexibilität und nicht zuletzt durch den relativ günstigen Preis aus. Das System macht es jedem, der das Diamantmaterial, sei es CVD, MKD oder Naturdiamant, in seine Erzeugnisse integrieren will möglich, diese Materialien ohne Vorkenntnisse mit hoher Prozesssicherheit und relativ kostengünstig selbst zu bearbeiten..

    DB: Die Erfahrungen aus der Schmuckdiamantenbranche helfen?

    Diamantmaterial ist bekanntlich sehr ‚launisch’. Es verhält sich unter einem Laserstrahl unterschiedlich, abhängig davon, auf welche Weise es synthetisiert wurde. Auch die unterschiedlichen Eigenschaften des Laserstrahls beeinfl ussen erheblich das Verhalten des Diamanten. Diese Unterschiede verursachen, dass es keine fix und fertigen Prozeduren bei dessen Bearbeitung geben kann. Wir haben daher eine äußerst flexible, aber auch benutzerfreundliche Software entwickelt, die dem Benutzer erlaubt, die richtigen Prozessparameter selbst schnell zusammenzustellen. Das ist bezüglich des Diamantmaterials sicher ein Novum in der Maschinenbaubranche.

    Die Entwicklung der Software wurde dadurch möglich, dass wir aus der Schmuckdiamantbranche stammen. Die Software, aber auch die Optik und die gezielten Anforderungen, die wir an unsere Laserquellenlieferanten stellen, beinhalten die Lösungen, die sich auf die Tatsache stützen, dass wir es in den vergangenen Jahren permanent mit der Bearbeitung von abertausenden Karat von Naturdiamanten, direkt oder indirekt zu tun hatten und auch bis jetzt fast täglich haben. Wer aus der traditionellen Maschinenbaubranche kann schon auf eine solche Erfahrung verweisen?

    Schon vor einigen Jahren haben wir prognostiziert, dass mit dem schrumpfenden Monopol der beiden weltbekannten Erzeuger von synthetischen Diamantmaterial, sei es CVD poly-, monokristallin oder HPHT, die allgemeine Zugänglichkeit zu diesem Material leichter und als Konsequenz auch dessen Erschwinglichkeit größer wird. Das letzte Hindernis für das Wachstum der Märkte von Produkten und Anwendungen, die auf Diamanten basieren, war allerdings noch immer da: die kostenaufwändigen Prozesse der Gestaltung von Diamantobjekten. Das resultiert aus der Notwendigkeit des Abtragens von großen Mengen des Diamantmaterials durch Grob- und Feinschleifen bis zur endgültigen Kontur des Objektes. Wir sind fest überzeugt, dass wir mit dem neuen Lasersystem UltraShape II eine perfekte Lösung zur Bewältigung dieses Wachstumshindernisses anbieten, die dem Anwender eine schnelle und sichere Entfernung des Überschusses von Diamantmaterial ermöglicht und nur ca. 20 Mikron Überhang des Materials für das präzise Endschleifen zulässt; und das zu einem sehr vernünftigen Anschaffungspreis..

    DB: Wie ist das Interesse am UltraShape II Lasersystem?

    Die wahre Flut von Kundenanfragen, die uns in den letzten Monaten aus der ganzen Welt, aus den USA über Europa bis zum Fernen Osten, erreicht hat, ist erstaunlich. Viele Kunden sagten uns offen, dass sie einen starken Innovationsdruck in den letzten Monaten in Ihren Branchen spüren. Es ist ja bekannt, dass vor allem die Großkonzerne der Auto-, Flugzeug- und Elektronikindustrie die jetzige Krise zur Restrukturierung nutzen, um als Stärkere neu starten zu können. Dieser Neustart wird auch durch neue Produkte, die oft aus neuen Materialien mit neuen Produktionsverfahren erzeugt wurden, gekennzeichnet. Kein Mitspieler, der zu dem breiten Kreis von Zulieferanten gehört, will diesen Trend verschlafen. Oft kommt es vor, dass wir uns mit unserem potenziellen Kunden an einen Tisch setzen und mit ihm gemeinsam sein Produktionsverfahren für die Produkte die das Diamantmaterial beinhalten so modifi zieren, dass die Vorteile der Anwendung von unserem Lasersystem erst recht zur Geltung kommen können. Wir selbst lernen dabei ständig und versuchen das erlangte Wissen in unsere Systeme zu integrieren, um noch mehr anwendungspezifi sche Lösungen anbieten zu können. Es ist in solchen Situationen von großem Vorteil, dass wir bei Bettoville alle TUAbsolventen mit Erfahrung aus verschiedenen Industriezweigen sind und somit das Umfeld in den betreffenden Branchen recht gut verstehen. Ich kann mit Stolz sagen, dass wir damit nicht nur zu neuen Bestellungen kommen, sondern auch viel Sympatie und Vertrauen bei unseren Kunden gewinnen, wofür wir naturlich sehr dankbar sind.” Erst bei solchen Kundengesprächen wird es klar, wie wenig bekannt die fundamentalen Unterschiede zwischen der Laserbearbeitung von PKD auf Hartmetall (PCD/TC) und den sonstigen Diamantmaterialien sind. Wir merken, dass es sich hier im Grunde um eine faszinierende Aufgabe handelt: es werden von uns wieder, wie schon einmal vor zehn Jahren in der Schmuckdiamantindustrie, völlig neue Maßstäbe gesetzt. Es ist sehr belohnend, wenn man spürt, mit welchem Staunen und Begeisterung die exzellente Kanten- und Oberflächenglätte nach der Bearbeitung mit unserem Lasersystem von potenziellen Kunden empfunden wird. Es ist auch bemerkenswert, wie stark hier unsere Erfahrung aus der Schmuckdiamantindustrie zur Geltung kommt. Das Bettonville UltraShape II Lasersystem wird zur wahren Quintessenz dieser Erfahrung..