Präzisions-Laserschweißen ersetzt bei Kleinbauteilen das Fräsen

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Das Schweißen der Stanznadel mit einem Durchmesser von 1,6 mm aus dem Werkstoff 1.2344 wurde mit einem gepulsten Nd:YAG-Laser SLS 200 von Lasag durchgeführt. Die erforderliche Lebensdauer des Mitnehmers wurde mit 50 Mio. Hüben vorgegeben.

Fertigung mit Laser spart 31% des Gewichts und 50% der Kosten

Bild 4 zeigt ein Bauteil aus einer Rennsportanwendung. Die Entwicklung des in Bild 4 gezeigten noch genieteten und verschraubten Bauteils hin zur lasergefertigten Version 5 erbrachte 31% Gewichtsersparnis und eine doppelt so hohe Stabilität. Die Produktionskosten sind mit diesem Entwicklungsschritt zugleich um etwa 50 bis 60% gesunken. Zusätzlich wurde für das Bauteil eine Ersparnis in der Montage von etwa 50% erreicht.

In einer weiteren Optimierung des Bauteils auf die in Bild 6 gezeigte Version blieb das Gewicht zwar annähernd gleich, aber die Montage wurde noch weiter erleichtert. Außerdem konnten die Produktionskosten noch einmal um etwa 50% minimiert werden.

Der Zulieferer konnte das Teil jetzt sofort verbauen, ohne Gewindeeinsätze einpressen zu müssen. Zudem war – ohne weitere Kosten – das bislang gegebene Problem mit der Oberflächenveredelung gelöst.

Geforderte Toleranzen verlangen gute Vorrichtungen

In der Feinwerktechnik gibt es viele Schweißapplikationen, meist die Verschweißung von Dreh- und Frästeilen, die mit dem heutigen Stand der Technik problemlos bewältigt werden können. 90% der Bauteile sind aus Edelstahl und stellen von werkstoffkundlicher Seite keine großen Herausforderungen dar. Die größeren Probleme sind die geforderten Toleranzen, die nur mit guten Vorrichtungskonzepten und zum Teil mit einer richtigen Schweißstrategie zu lösen sind.

Es gibt genug Potenzial, bestehende Baugruppen durch Blech- und Rohrkonstruktionen und den Einsatz von Lasertechnik zu ersetzen. Dazu ist ein breites Know-how erforderlich, das neben der Lasertechnik auch die Bereiche Konstruktion, Vorrichtungsbau und Qualitätssicherung umfasst.

Literatur

[1] Holtz, R.: Neue Präzisionsanwendungen mit gepulstem Nd:YAG-Festkörperlaser, 10. Internationales Aachener Schweißtechnik Kolloquium, 24.-25. Oktober 2007, S. 219-227.

[2] Stiles, E.: Recent Progress in High Power Fiber Lasers, 5. Internationaler Workshop Faserlaser in Dresden, 30. September bis 1. Oktober 2009, Foliensatz.

* Dr.-Ing. Johannes Weiser ist Geschäftsführer der BBW Lasertechnik GmbH in 83134 Prutting

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