Laserschmelzen Mit Laserschmelzen Serienteile aus Metallpulver herstellen

Das Laserschmelzen bietet der Bauteilkonstruktion eine Gestaltungsfreiheit, die sich mit konventionellen Verfahren wie Fräsen oder Gießen nicht erreichen lässt. Dass sich das Verfahren für hochbelastbare Serienteile eignet, zeigt die Fertigung von Bauteilen für Flugzeugtriebwerke.

Anbieter zum Thema

Hermann Kemper GmbH & Co. KG - Hersteller für CNC Drehteile

GGB Heilbronn GmbH

Franke GmbH

Fraunhofer-Institut für Lasertechnik

Kompliziert geformte Bauteile für Flugzeugtriebwerke können schnell und kostengünstig gefertigt werden. Das demonstriert das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik (ILT), Aachen, im Rahmen des EU-Projekts Fantasia. Dabei setzt man auf das selektive Laserschmelzen (Selective Laser Melting, SLM). Jüngste Ergebnisse werden nun auf dem internationalen Lasertechnik-Kongress AKL ‘10 vorgestellt. Dort feiert das ILT auch sein 25-jähriges Bestehen.

An Triebwerksteile werden extreme Anforderungen gestellt. So müssen sie einer Drehzahl von mehr als 1000 s–1 standhalten. Dabei werden die Teile Temperaturen bis 2000 °C und extremen Drücken ausgesetzt. Weitere extreme Anforderungen werden an das Bauteilgewicht und die Funktionssicherheit gestellt. So gilt es, beim Gewicht ein Minimum und bei den Sicherheitsstandards ein Maximum zu erreichen. Für die Konstruktion und Wartung von Triebwerken steckt darin eine große technische Herausforderung, die sich laut ILT im SLM-Verfahren meistern lässt.

Bauteil wird schichtweise aus einem pulverförmigen Werkstoff aufgebaut

Bei diesem Verfahren wird das Bauteil auf einer Plattform schichtweise aus einem pulverförmigen Werkstoff aufgebaut. Das Ganze funktioniert im Grunde wie ein Drucker – mit dem Unterschied, dass der Aufbau dreidimensional geschieht. Gemäß den computergenerierten Konstruktionsdaten des geplanten Bauteils wird das Metallpulver an den vorgegebenen Stellen aufgetragen und sogleich mit einem starken Laserstrahl zum Schmelzen gebracht. Dadurch verbindet sich das aufgetragene Pulver fest mit dem bereits gefertigten Teil des Objekts. Laut ILT haben Bauteilprüfungen erbracht, dass derartig erzeugte Komponenten eine mindestens ebenso hohe Güte haben wie konventionell hergestellte Teile.

Komplexe Teile im SLM-Verfahren kostengünstig fertigen

Im SLM-Verfahren wird ein großes Anwendungspotenzial gesehen, weil sich damit nicht nur beschädigte Triebwerksteile reparieren, sondern auch komplexe Teile fertigen lassen, bei denen konventionelle Verfahren wie das Fräsen oder Gießen prinzipiell scheitern. Nach Angaben des Instituts ermöglicht das selektive Lasersintern Bauteilgeometrien, von denen man bisher nicht zu träumen wagte. Die Vorteile des SLM-Verfahrens liegen für das ILT klar auf der Hand: Die Reparaturdauer von Triebswerksteilen verkürzt sich um mindestens 40%. Bis zu 50% des notwendigen Werkstoffs und mindestens 40% der Reparaturkosten werden künftig eingespart.

(ID:346329)