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Laser Zentrum Hannover (LZH)

Der Laser kann nicht nur schneiden und schweißen – sondern auch kleben

| Autor/ Redakteur: Lena Bennefeld / Dietmar Kuhn

Zur Bearbeitung von Naturstein wie Marmor oder Granit werden Sägeblätter mit verschleißfesten Diamant-Schneidsegmenten eingesetzt. Bei Beschädigung oder Verschleiß müssen die Schneidsegmente ausgetauscht werden. Jetzt können diese auch durch Kleben vor Ort und mithilfe des Lasers schnell und unkompliziert ersetzt werden.

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Der innovative laserbasierte Klebeprozess könnte zukünftig das Löten bei der Wiederbestückung von Werkzeugen ablösen.
Der innovative laserbasierte Klebeprozess könnte zukünftig das Löten bei der Wiederbestückung von Werkzeugen ablösen.
( Bild: LZH )

Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) und das Institut für Werkzeugforschung und Werkstoffe (IFW) aus Remscheid haben nun eine mobile laserbasierte Prozesskette entwickelt, mit der die beschädigten Schneidsegmente eines Sägeblattes an das Stammblatt geklebt und schadlos wieder abgelöst werden können.

Bisher werden die angelöteten Schneidsegmente thermisch abgetrennt, die Lötverbindung entsprechend vorbereitet und die neuen Schneidsegmente wieder an das Stammblatt gelötet. Durch die thermische Belastung beim Löten kommt es zu Planlaufabweichungen (Verzug) und einer ungünstigen Spannungsverteilung im Sägeblatt. In der Konsequenz wird die Schnittqualität schlechter und der Schnittverlust steigt. Daher müssen die Sägeblätter in zusätzlichen Prozessschritten gerichtet und vorgespannt werden.

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Mithilfe des Lasers und der Klebtechnik wurde am LZH und am IFW eine laserbasierende Prozesskette zur Herstellung von geklebten Sägeblättern entwickelt. Die Sägeblätter werden hierbei durch die Laserstrahlung nicht beziehungsweise kaum thermisch belastet, sodass für die Wiederbestückung unter Umständen die Prozesse des Spannens und Richtens entfallen können. Im Idealfall ist die Wiederbestückung eines Sägeblattes beliebig oft wiederholbar.

Die entwickelte laserbasierte Prozesskette zur Erst- und Wiederbestückung von Sägeblättern beinhaltet vier Schritte: Zunächst werden die Oberflächen der Segmente und des Stammblatts zur Vorbereitung mit einem gepulsten Lasersystem strukturiert. Die Segmente werden dann mit einem Einkomponenten-Epoxidharzklebstoff an das Stammblatt geklebt, dieser wird mit einem kontinuierlich emittierenden cw-Lasersystem thermisch ausgehärtet. Nach Erreichen der Lebensdauer der Segmente können diese durch ein cw-Lasersystem thermisch vom Stammblatt gelöst werden. Die Oberfläche des Fügepaars wird dann durch ein gepulstes Lasersystem von restlichem Klebstoff und Verunreinigungen gesäubert. Anschließend kann das Stammblatt neu bestückt werden.

Das LZH hat zur Demonstration eine mobile Einheit entwickelt, mit der die Neubestückung direkt beim Anwender durchgeführt werden kann. Ein so geklebtes Sägeblatt wurde bereits erfolgreich zum Schneiden von Granit eingesetzt.

Kleben hat im Vergleich mit dem Löten viele Vorteile. Hierzu zählen ein geringer beziehungsweise kein thermischer Verzug, das Fehlen von Anlauffarben, eine homogene Spannungsverteilung in der Fügezone mit einer relativ hohen Festigkeit sowie eine hohe Schwingungsdämpfung.

Das IGF-Vorhaben 17120 N der Forschungsvereinigung Forschungsgemeinschaft Werkzeuge und Werkstoffe e.V. (FGW) wurde über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert.

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