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TRUMPF: Aus alt mach neu
Laserauftragschweißen repariert und veredelt Bauteile – und das ressourcensparend. Werkstoffeinsparungen von 90 Prozent, Kostenersparnisse in gleicher Größenordnung.
„Das Potential, mit Laserauftragschweißen Ressourcen einzusparen, ist riesig“, sagte Dr. Antonio Candel-Ruiz in seinem Vortrag auf dem Fertigungstechnischen Kolloquium am 30. September 2010 in Stuttgart. Der Experte für Laseroberflächenverfahren bei der TRUMPF Laser- und Systemtechnik in Ditzingen betonte: Mit dem abgekürzt LMD (Laser Metal Deposition) genannten Verfahren ließen sich Bauteile reparieren und optimieren – meist, um die Verschleiß- oder Korrosionsbeständigkeit zu verbessern.
Funktionsschicht oder Reparatur
Vom Laserauftragschweißen können nahezu alle Industriebranchen profitieren. Die Liste reicht von Herstellern landwirtschaftlicher Geräte und Baumaschinen über die petrochemische Industrie, die Automobil-, Luftfahrt- und Schwerindustrie bis hin zur Medizintechnik. „Das wirtschaftliche Potenzial der Technologie steckt zum einen in der Möglichkeit, Basiskomponenten mit einer Funktionsschicht aufzuwerten oder die Lebensdauer teurer Komponenten maßgeblich zu verlängern“, beschrieb Candel-Ruiz die Vorteile. In diesem Sinne hieße Funktionsschicht sehr oft erhöhte Temperatur-, Korrosions- und Verschleißbeständigkeit. Beispielsweise kann LMD Bohrgestänge für Erdölbohrungen mit einer besonders widerstandsfähigen Schicht panzern.
Der zweite wichtige Applikationsbereich des LMD ist das Reparaturschweißen – also das Retten teurer Komponenten, die, von einem lokalen Schaden abgesehen, noch voll funktionstüchtig sind. „Die bekannteste Anwendung hier ist die Reparatur von Schaufeln an Turbinenrädern“, sagte Candel-Ruiz.
Schichtsystem durch Laser und Pulver
Beim Laserauftragschweißen erzeugt der Laserstrahl auf der Oberfläche des Bauteils ein Schmelzbad. In dieses Schmelzbad blasen Pulverdüsen koaxial zum Arbeitsstrahl ein metallurgisches Pulver, das aufschmilzt. Je nach Applikation können einzelne Werkstoffe oder Pulvermischungen, die aus unterschiedlichen Materialien bestehen, eingesetzt werden. So lassen sich die Eigenschaften der Schicht sehr genau bestimmen. „In Frage kommen Eisen-, Kobalt-, Titan- und Nickellegierungen sowie karbidhaltige Materialien“, so der Experte. Die Schweißspuren haben meist eine Höhe von 0,3 bis 1,2 Millimeter und eine Breite zwischen 1 und 3 Millimetern. „Um die Schichtstärke zu erhöhen, können mehrere Spuren übereinander aufgetragen werden“, sagte Candel-Ruiz. Ein Vorteil sei, dass das Verfahren nur wenig Wärme in das Werkstück einbringe und keinen Verzug des Bauteils verursache. Mit jedem Durchgang lassen sich weitere Schichten aufbringen: Entweder zu einer neuen Werkstückoberfläche, aber auch, um Bearbeitungs- oder Verschleißschäden zu beheben und die ursprüngliche Geometrie eines Bauteils wieder herzustellen. „Dabei kann das Verfahren sogar dreidimensionale Strukturen formen, wie etwa die Spitze einer Turbinenschaufel.“
TRUMPF bietet schlüsselfertige Lasersysteme
Um eine homogene Schicht mit den zuvor festgelegten Eigenschaften zu erzielen, müssen Laserleistung, Pulverzusammensetzung und die Zufuhr von oft mehreren Zusatzwerkstoffen präzise abgestimmt und gesteuert werden. TRUMPF bietet für LMD-Applikationen komplette Technologiepakete an, die diese Anforderungen erfüllen. Dazu gehören Pulverförderer, -düsen, Optiken, Festkörperlaser, ein Programmiersystem sowie das passende Lasersystem. „Für kleinere Bauteile empfehlen wir die TruLaser Cell 3008. Möchten unsere Kunden größere Teile bearbeiten, sind die TruLaser Cell Serie 7000 oder die TruLaser Robot 5020 prädestiniert“, sagte Candel-Ruiz.
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Dieser Artikel wurde 1946 mal gelesen.
TRUMPF: Aus alt mach neu
„Das Potential, mit Laserauftragschweißen Ressourcen einzusparen, ist riesig“, sagte Dr. Antonio Candel-Ruiz in seinem Vortrag auf dem Fertigungstechnischen Kolloquium am 30. September 2010 in Stuttgart. Der Experte für Laseroberflächenverfahren bei der TRUMPF Laser- und Systemtechnik in Ditzingen betonte: Mit dem abgekürzt LMD (Laser Metal Deposition) genannten Verfahren ließen sich Bauteile reparieren und optimieren – meist, um die Verschleiß- oder Korrosionsbeständigkeit zu verbessern.
Funktionsschicht oder Reparatur
Vom Laserauftragschweißen können nahezu alle Industriebranchen profitieren. Die Liste reicht von Herstellern landwirtschaftlicher Geräte und Baumaschinen über die petrochemische Industrie, die Automobil-, Luftfahrt- und Schwerindustrie bis hin zur Medizintechnik. „Das wirtschaftliche Potenzial der Technologie steckt zum einen in der Möglichkeit, Basiskomponenten mit einer Funktionsschicht aufzuwerten oder die Lebensdauer teurer Komponenten maßgeblich zu verlängern“, beschrieb Candel-Ruiz die Vorteile. In diesem Sinne hieße Funktionsschicht sehr oft erhöhte Temperatur-, Korrosions- und Verschleißbeständigkeit. Beispielsweise kann LMD Bohrgestänge für Erdölbohrungen mit einer besonders widerstandsfähigen Schicht panzern.
Der zweite wichtige Applikationsbereich des LMD ist das Reparaturschweißen – also das Retten teurer Komponenten, die, von einem lokalen Schaden abgesehen, noch voll funktionstüchtig sind. „Die bekannteste Anwendung hier ist die Reparatur von Schaufeln an Turbinenrädern“, sagte Candel-Ruiz.
Schichtsystem durch Laser und Pulver
Beim Laserauftragschweißen erzeugt der Laserstrahl auf der Oberfläche des Bauteils ein Schmelzbad. In dieses Schmelzbad blasen Pulverdüsen koaxial zum Arbeitsstrahl ein metallurgisches Pulver, das aufschmilzt. Je nach Applikation können einzelne Werkstoffe oder Pulvermischungen, die aus unterschiedlichen Materialien bestehen, eingesetzt werden. So lassen sich die Eigenschaften der Schicht sehr genau bestimmen. „In Frage kommen Eisen-, Kobalt-, Titan- und Nickellegierungen sowie karbidhaltige Materialien“, so der Experte. Die Schweißspuren haben meist eine Höhe von 0,3 bis 1,2 Millimeter und eine Breite zwischen 1 und 3 Millimetern. „Um die Schichtstärke zu erhöhen, können mehrere Spuren übereinander aufgetragen werden“, sagte Candel-Ruiz. Ein Vorteil sei, dass das Verfahren nur wenig Wärme in das Werkstück einbringe und keinen Verzug des Bauteils verursache. Mit jedem Durchgang lassen sich weitere Schichten aufbringen: Entweder zu einer neuen Werkstückoberfläche, aber auch, um Bearbeitungs- oder Verschleißschäden zu beheben und die ursprüngliche Geometrie eines Bauteils wieder herzustellen. „Dabei kann das Verfahren sogar dreidimensionale Strukturen formen, wie etwa die Spitze einer Turbinenschaufel.“
TRUMPF bietet schlüsselfertige Lasersysteme
Um eine homogene Schicht mit den zuvor festgelegten Eigenschaften zu erzielen, müssen Laserleistung, Pulverzusammensetzung und die Zufuhr von oft mehreren Zusatzwerkstoffen präzise abgestimmt und gesteuert werden. TRUMPF bietet für LMD-Applikationen komplette Technologiepakete an, die diese Anforderungen erfüllen. Dazu gehören Pulverförderer, -düsen, Optiken, Festkörperlaser, ein Programmiersystem sowie das passende Lasersystem. „Für kleinere Bauteile empfehlen wir die TruLaser Cell 3008. Möchten unsere Kunden größere Teile bearbeiten, sind die TruLaser Cell Serie 7000 oder die TruLaser Robot 5020 prädestiniert“, sagte Candel-Ruiz.
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