Für die Bereitstellung und Funktionalität dieser Website nutzen wir Cookies. Wenn wir Cookies auch für weitere Zwecke nutzen dürfen, klicken Sie bitte hier. Informationen zum Deaktivieren von Cookies und Datenschutz
Laserauftragschweißen als additives Fertigungsverfahren

Laserauftragschweißen (LMD)

Laserauftragschweißen ist ein generatives Fertigungsverfahren für Metalle. Die internationale Bezeichnung lautet meist „Laser Metal Deposition“, abgekürzt LMD. Die Rede ist auch von „Direct Metal Deposition“ (DMD) oder „Direct Energy Deposition“ (DED). Der Prozess ist einfach erklärt: Auf der Bauteiloberfläche erzeugt der Laser ein Schmelzbad. Durch eine Düse wird automatisiert Metallpulver eingebracht. Es entstehen miteinander verschweißte Raupen, die Strukturen an bestehenden Grundkörpern oder ganzen Bauteilen ergeben. Einsatz findet das Verfahren in Branchen wie der Luft- und Raumfahrt, Energietechnik, Petrochemie, der Automobilindustrie sowie der Medizintechnik. TRUMPF Kunden profitieren von dem breiten Portfolio an Lasern und Lasersystemen, Prozess-Know-how und Services für eine Vielzahl von Anwendungen. So kann beispielsweise die LMD-Technologie auch mit dem Laserschweißen oder -schneiden kombiniert werden.

Höhere Aufbauraten

Mit Laserauftragschweißen entstehen grobe und sehr feine Strukturen – beides mit hohen Aufbauraten im Vergleich zu anderen generativen Verfahren.

Materialvielfalt

Im Prozess können mehrere Pulverbehälter aktiv sein, daraus können je nach Bedarf eigene Legierungen entwickelt werden. Durch die Kombination unterschiedlicher Materialien entstehen Sandwich-Strukturen.

Flexibilität

Durch Laserauftragschweißen können 3D-Strukturen auf bestehenden, unebenen Flächen aufgetragen und so Geometrieänderungen einfach umgesetzt werden.

Einfacher Materialwechsel

Laser Metal Deposition ermöglicht es, unkompliziert zwischen verschiedenen Materialien in einem Arbeitsprozess zu wechseln.

Der Prozess des Laserauftragschweißens kurz erklärt

Verfahrensskizze Laser Metal Deposition

Zunächst erwärmt der Laserstrahl das Werkstück lokal und erzeugt ein Schmelzbad. Aus einer Düse in der Bearbeitungsoptik wird feines Metallpulver direkt in das Schmelzbad gesprüht. Dort schmilzt es auf und verbindet sich mit dem Grundwerkstoff. Zurück bleibt eine Schicht von ca. 0,2 bis 1 Millimeter Dicke. Bei Bedarf können viele Schichten übereinander aufgebaut werden. Als Schutzgas wird dabei sehr oft Argon eingesetzt. Um Linien, Flächen und Formen aufzutragen, bewegt sich die Bearbeitungsoptik – automatisch gesteuert – über das Werkstück. Intelligente Sensorik sorgt dafür, dass die Schichtdicke immer überall gleichmäßig ist.

- / -

Die Einsatzgebiete – so vielseitig wie die Technologie selbst

Laser Metal Deposition – das ist mehr als 3D-Druck. Die vielseitigen Einsatzgebiete dieses innovativen Fertigungsverfahrens reichen von der Beschichtung und Reparatur von Komponenten über Fügeprozesse wie das Überbrücken von Spalten bis hin zur Generierung kompletter Bauteile mit kompletter kreativer Freiheit.

EHLA – Beschichten mit hohen Prozessgeschwindigkeiten

Das EHLA-Verfahren beschleunigt das Laserauftragsschweißen nochmals erheblich, daher auch die Bezeichnung „Extremes Hochgeschwindigkeitslaserauftragschweißen“ (EHLA). Denn der pulverförmige Zusatzwerkstoff trifft bereits oberhalb des Schmelzbades auf das Laserlicht, das es noch auf dem Weg zum Bauteil bis nahe an den Schmelzpunkt erhitzt. Die Partikel schmelzen deshalb schneller im Schmelzbad, die Energie wird viel effizienter genutzt . So schafft das EHLA-Verfahren Flächenraten von über 250 Quadratzentimetern pro Minute. Im Vergleich zum „normalen“ Laserauftragschweißen ist dies eine beachtliche Steigerung, da dieses bis zu 40 Quadratzentimeter pro Minute schafft. Außerdem lassen sich weit dünnere Schichten von 10 bis 300 Mikrometern Dicke realisieren. TRUMPF konnte das vom Fraunhofer Institut für Laser Technologie entwickelte und patentierte Verfahren bereits in die Serienproduktion überführen.

Beschichten – Ein langes Leben

Um Bauteile lokal zu verstärken oder geometrisch anzupassen, können per Laser Metal Deposition einfach Strukturen aufgetragen werden. Das darunterliegende Bauteil kann aus kostengünstigeren Materialien bestehen. Mit einer Schutzschicht gegen Korrosion oder Verschleiß werden Bauteile aufgewertet und vor starken mechanischen oder chemischen Beanspruchungen geschützt. Im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren wie Plasma Transfered Arc Welding oder Thermisches Spritzen, ist das Werkstück beim Laserauftragschweißen nur niedrigen thermischen Belastungen ausgesetzt, so dass die Gefahr von Verzug etc. gering ist. Zudem ist LMD dank eines hohen Automatisierungsgrads sowie guter Reproduzierbarkeit deutlich wirtschaftlicher.

Generieren – Freiheit der Form

Das Laserauftragsschweißen eröffnet eine weitreichende Designfreiheit bei der individuellen Fertigung von Bauteilen, vor allem im Vergleich zu generischen Pressformen. Mit Hilfe des Auftragschweißens mit Zusatzmaterial können komplett neue Strukturen entstehen oder bestehende Bauteile in Form und Oberflächenstruktur verändert werden. Auch großformatige Bauteile, die nicht in den Bauraum eines 3D-Druckers passen, lassen sich auf diese Weise komplett generieren.

Reparieren – Einsatz statt Schrottplatz

Teure Bauteile mit hohen Produktionskosten können per Laserauftragschweißen mit Zusatzmaterial einfach repariert werden, sodass das Teil oder Werkzeug schnell wieder voll einsatzfähig ist. Auf diese Weise sparen Sie nicht nur Zeit durch etwaige, lange Beschaffungs- und Lieferzeiten, sondern auch Geld. Denn bei teuren Materialien wie speziellen Nickelbasislegierungen ist es deutlich wirtschaftlicher ein Bauteil zu reparieren, als dieses komplett neu zu kaufen. Zudem können Designänderungen an dem Bauteil umgesetzt werden. Im Vergleich zu alternativen Verfahren wie dem Patching, bei dem Metallplatten an die defekten Stellen angebracht werden, dem Plasma Transfered Arc Welding oder dem klassischen WIG/TIG Schweißen, erzeugt LMD niedrige thermische Belastungen und ist sehr genau. Letzteres sorgt für eine hervorragende Reproduzierbarkeit.

Schweißen mit Zusatzmaterial – Spalt ade

Das Laserauftragschweißen mit Zusatzmaterial eignet sich auch als Fügeverfahren zum Schweißen von Bauteilen, die nicht auf das Laserschweißen optimiert sind. Denn dank LMD können größere Spalten überbrückt und Bauteile auch ohne aufwändige Vorarbeiten dichtgeschweißt werden. Beim Laserauftragschweißen entstehen homogene, dichte Nähte, die in der Regel wenig Nachbearbeitung benötigen. Die koaxiale Pulverzufuhr macht den Fügeprozess im Vergleich zum Schweißen mit Draht zudem dreidimensional und richtungsunabhängig. Zudem können mittels LMD auch unterschiedliche Materialien wie Stahl und Aluguss verbunden werden, um beispielsweise Batterien für E-Motoren zu fügen.

- / -

Kontakt

Vertrieb TRUMPF Schweiz AG
Fax +41 58 257 64 01
E-Mail

Downloads

Broschüre Laserauftragschweißen
Broschüre Laserauftragschweißen
pdf - 724 KB
Service & Kontakt

Close

Country and language selection

Please note

You have selected Switzerland . Based on your configuration, United States might be more appropriate. Do you want to keep or change the selection?

Switzerland
United States

Or select a country or region.