Trumpf Lasersysteme

Laserauftragschweißen in Rekordzeit

| Redakteur: Peter Königsreuther

Ein neuartiges, extremes Hochgeschwindigkeits-Laserauftragschweißen – kurz EHLA – ermöglichen nach Angaben von Trumpf nun die hauseigenen Lasersysteme. Pro Minute könnten über 250 cm² Oberfläche beschichtet werden.
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Ein neuartiges, extremes Hochgeschwindigkeits-Laserauftragschweißen – kurz EHLA – ermöglichen nach Angaben von Trumpf nun die hauseigenen Lasersysteme. Pro Minute könnten über 250 cm² Oberfläche beschichtet werden. (Bild: Trumpf)

Trumpf gibt bekannt, dass man das neue EHLA-Verfahren (Extremes Hochgeschwindigkeits-Laserauftragschweißen) jetzt für die Serienproduktion reif gemacht hat. Das Fraunhofer ILT habe den Prozess vor kurzem entwickelt und patentieren lassen.

Der Lasersystemhersteller Trumpf überführt das neue EHLA-Verfahren (Extremes Hochgeschwindigkeits-Laserauftragsschweißen) in die Serienproduktion. EHLA beschleunigt das bewährte Laserauftragsschweißen erheblich. „Für EHLA können wir auf eine ähnliche Technik zurückgreifen, die wir bereits für das bisherige Laserauftragsschweißen einsetzen“, erklärt Antonio Candel-Ruiz, Experte für Laseroberflächenverfahren bei Trumpf in Ditzingen. Das Fraunhofer Institut für Laser Technologie (ILT) hat das EHLA-Verfahren entwickelt und patentieren lassen, um in erster Linie bei rotationssymmetrischen Bauteilen sehr schnelle Beschichtungsprozesse mit geringen Schichtdicken zu ermöglichen.

Näheres zur Funktion von EHLA

Zum Metalle beschichten ist das Laserauftragsschweißen seit vielen Jahren ein probates Verfahren, das, wie Trumpf anmerkt, qualitativ hochwertige Ergebnisse liefert. Mit dieser Beschichtungsalternative sollen sich rissfreie Schichten, die nahezu porenfrei sein könnten, mit metallurgischer Anbindung zum Substrat auch aus einer Vielzahl von Werkstoffen herstellen lassen. „Für großflächige Beschichtungsaufgaben fehlte dem Laser bislang jedoch das Tempo“, so Candel-Ruiz. Auch lag die minimale Schichtdicke bisher bei rund 500 µm – dünner ging nicht, wie es heißt.

Normalerweise arbeite das Laserauftragsschweißen folgendermaßen: Ein Laser erzeugt ein Schmelzbad auf der Oberfläche eines Bauteils und verflüssigt zeitgleich ein koaxial zugeführtes Metallpulver entsprechend der gewünschten Form so, das dieses mit der Werkstückoberfläche verschmilzt. Nach und nach entsteht so die gewünschte, schützende Schicht. Beim EHLA-Verfahren trifft der pulverartige Zusatzwerkstoff jedoch bereits oberhalb des Schmelzbades auf den Laserstrahl, der es dabei noch auf dem Weg zum Bauteil bis nahe an den Schmelzpunkt erhitzt. Die Partikel schmelzen deshalb schneller im Schmelzbad. Somit lässt sich die Energie viel effizienter einbringen und nutzen, sagt Trumpf.

Das Ergebnis: Während das normale Laserauftragsschweißen etwa 10 bis 40 cm²/min leiste, schaffe das EHLA-Verfahren Flächenraten von über 250 cm²/min. Zusätzlich sind laut Trumpf jetzt weit dünnere Schichten mit Stärken von 10 bis 300 µm machbar. Ein weiterer Vorteil: Für das Verfahren reicht ein viel feinerer Laserfokus. Das mache den Prozess wesentlich energieeffizienter.

Stand-alone-System oder einfach Nachrüstbar

Die vom Fraunhofer ILT entwickelte neue Bearbeitungsoptik lässt sich direkt in die bestehenden Systeme von Trumpf integrieren, heißt es weiter. „Für das Verfahren eignen sich sowohl unsere Dioden- als auch Scheibenlaser – je nach gewünschtem Laserfokus“, sagt Candel-Ruiz. Beim Diodenlaser ist ein Fokus von etwa einem Millimeter, beim Scheibenlaser sogar von nur rund 0,2 Millimetern möglich. Außer der Laserstrahlquelle sei zudem entscheidend, dass die Maschine über eine Rotationsachse verfüge, die hohe Geschwindigkeiten zulasse.

Je nach Bauteilgröße hat Trumpf unterschiedliche Lasermaschinen, die für das EHLA-Verfahren in Frage kommen, im Portfolio: Die Trulaser Cell 3000 eignet sich dabei für kleinere und mittlere Bauteile, die Maschinen der Trulaser-Cell-Serie-7000 für größere Komponenten. Zusätzlich zu diesen schlüsselfertigen Anlagen könnten die Anwender das EHLA-Verfahren aber auch in eine bestehende Anlage integrieren. Das Technologiepaket „Depositionline“ von Trumpf lässt sich dazu auch mit der ebenfalls vom ILT entwickelten neuen Pulverzufuhrdüse ausstatten.

MM

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