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Instandhaltung

Fertigen und Instandsetzen mit generativen Laserverfahren

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Die Pulverzufuhr macht den Unterschied

Der wesentliche Unterschied zwischen dem SLM und dem Auftragschweißen liegt in der Bereitstellung des pulverförmigen Zusatzwerkstoffes. Für das Auftragschweißen wird das Pulver lokal über eine Pulverzufuhrdüse (koaxial oder lateral), beim SLM in einem „Pulverbett“ zur Verfügung gestellt. Bei beiden Verfahren wird das Pulver schichtweise vollständig mit dem Laserstrahl aufgeschmolzen. Dadurch werden dichte, defektfreie und metallurgisch angebundene Schichten erzeugt, die die Voraussetzung für sehr gute mechanische Eigenschaften sind. In Abhängigkeit von den geforderten Funktionseigenschaften wird nach dem generativen Fertigungsprozess eine Wärmebehandlung durchgeführt. Gegenüber dem Auftragschweißen weist das SLM-Verfahren eine höhere Genauigkeit und geometrische Freiheit der erzeugten Bauteile auf (Bild 3).

Beim Auftragschweißen können hingegen Schichten auf vorhandenen 3D-Oberflächen aufgetragen und größere Bauteile bearbeitet werden (Bild 4), wodurch sich das Auftragschweißen für Reparatur-, Verschleiß- und Korrosionsschutzanwendungen einsetzen lässt. Die wesentlichen Vorteile der generativen Fertigung mit Laserstrahlung sind:

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  • keine Werkzeuge oder Formen erforderlich,
  • prädestiniert für die Fertigung individueller Bauteile in kleinen bis mittleren Serien,
  • hohe Flexibilität,
  • effiziente Nutzung von Ressourcen,
  • Fertigung kleiner geometrischer Strukturen möglich (100-200 μm).

In den letzten Jahren hat sich das Auftragschweißen mit Laserstrahlung für die Instandsetzung, den Verschleiß- und Korrosionsschutz in den Bereichen des Werkzeug-, des Formen-, des Triebwerks- und des Maschinenbaus in vielen Unternehmen etabliert. Dabei werden kontinuierliche Laser in automatisierten Anlagen eingesetzt. Der Zusatzwerkstoff wird hierbei pulverförmig (artgleich oder artähnlich) zugeführt. Im Bereich des Werkzeug- und Formenbaus kommen auch kleinere Anlagen mit einem gepulsten Laser, einem Handarbeitsplatz und drahtförmigen Zusatzwerkstoffen zum Einsatz. Diese Anlagen sind aufgrund der geringen Leistung (bis zu 400 W) auf kleinere Reparaturen begrenzt [1].

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