{"id":21924,"date":"2020-07-27T09:29:42","date_gmt":"2020-07-27T07:29:42","guid":{"rendered":"https:\/\/php8.plastv.de\/?p=21924"},"modified":"2020-07-27T09:29:42","modified_gmt":"2020-07-27T07:29:42","slug":"ehla-und-highno-duese-bilsing-automation-setzt-auf-extremes-hochgeschwindigkeits-laserauftragschweissen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/plas.tv\/?p=21924","title":{"rendered":"EHLA und HighNo-D\u00fcse: Bilsing Automation setzt auf Extremes Hochgeschwindigkeits-Laserauftragschwei\u00dfen"},"content":{"rendered":"
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Gut Ding braucht Weile: Dieses Sprichwort trifft besonders auf komplexe, technische Prozesse zu. So hat das Fraunhofer ILT seit 2012 das extreme Hochgeschwindigkeits-Laserauftragschwei\u00dfen EHLA intensiv erforscht und weiterentwickelt, bei dem der Laser die Pulverpartikel bereits oberhalb des Schmelzbades aufschmilzt. Das schnelle und prozesssichere Verfahren, das mit einer Geschwindigkeit von bis zu 500 Metern pro Minute ressourceneffizient und zugleich wirtschaftlich 25 bis 250 Mikrometer d\u00fcnne Schichten auftr\u00e4gt, hat sich bereits als zuverl\u00e4ssige Alternative zum Hartverchromen bew\u00e4hrt. Seitdem erobert das Verfahren st\u00e4ndig neue Anwendungsgebiete und Branchen. Das j\u00fcngste Highlight ist die 3D-EHLA-Anlage, bei der die Bauplattform extrem schnell parallelkinematisch von drei Linearantrieben mit stillstehendem Laser-Bearbeitungskopf bewegt wird.<\/p>\n

Doch der Serieneinsatz erfordert eine neue D\u00fcsentechnik, die sich leicht auswechseln l\u00e4sst, damit Anwender prozesssicher, pr\u00e4zise und h\u00f6chst zuverl\u00e4ssig mit EHLA arbeiten k\u00f6nnen. Dazu ein Blick auf die bisher \u00fcblichen D\u00fcsen: Beim Laserstrahlauftragsschwei\u00dfen (LMD) kommen je nach Anwendungsfall verschiedene Pulverd\u00fcsen zum Einsatz. Bei schwer zug\u00e4nglichen Bereichen hat sich die laterale Pulverd\u00fcse bew\u00e4hrt, die den Pulverstrahl seitlich in den Laserstrahl lenkt. Richtungsunabh\u00e4ngig arbeitet dagegen die koaxiale Pulverd\u00fcse, die einen konusf\u00f6rmig geb\u00fcndelten Pulver-Gas-Strahl erzeugt. Sie eignet sich vor allem f\u00fcr die Integration in automatisierte Anlagen zum Beschichten und zur additiven Fertigung.<\/p>\n

Doch EHLA stellt besondere Anforderung an die Qualit\u00e4t von Pulverzuf\u00fchrd\u00fcsen: Um die Partikel im Strahlengang des Lasers aufzuschmelzen, ist eine genaue Einstellung der Partikel-Flugbahnen und -geschwindigkeiten erforderlich. Selbst kleine Abweichungen der Pulverstr\u00f6mung f\u00fchren zu nicht optimalen Ergebnissen, wie etwa unzureichender Schichtdicke oder Schichtdefekten in den aufgetragenen Schichten. Daher hat das Fraunhofer ILT zusammen mit dem Unternehmen HD Sonderoptiken f\u00fcr die Lasertechnik aus Aachen eine koaxiale D\u00fcse \u00bbHighNo (High Quality Powder Nozzle)\u00ab entwickelt, die einen ring-, bzw. konusf\u00f6rmigen Pulver-Gas-Strahl mit einem genau definierten Abstand sehr pr\u00e4zise auf das Werkst\u00fcck lenkt. Die Pr\u00e4zision f\u00fchrt in Abh\u00e4ngigkeit der Anwendung zu Pulverwirkungsgraden von bis zu 95 Prozent. Die D\u00fcsenspitzen werden aus einer bew\u00e4hrten Kupferlegierung klassisch gefertigt und anschlie\u00dfend ultrapr\u00e4zisionsbearbeitet.<\/p>\n

Die koaxiale Pulverd\u00fcse besteht aus einem D\u00fcsenk\u00f6rper sowie einem monolithisch aufgebauten Pulverspitzenmodul mit zwei konusf\u00f6rmigen Kegeln, die \u00fcber einen definierten Spalt zwischen Innen- und Au\u00dfenkonus das Pulver f\u00fchren. Dank des neuen Fertigungsprozesses besitzen beide Kegel die gleichen Formtoleranzen, so dass die bei anderen D\u00fcsen sonst \u00fcbliche aufw\u00e4ndige Justage nach dem Wechsel entf\u00e4llt. Der Anspruch an die Oberfl\u00e4chenqualit\u00e4t ist sehr hoch, um die Str\u00f6mung gezielt einzustellen. Sowohl Spaltma\u00df als auch Verschlei\u00dfbest\u00e4ndigkeit der D\u00fcse lassen sich je nach Kundenwunsch und Applikation individuell anpassen. Positive Nachricht von Teamleiter Matthias Brucki aus der Gruppe \u00bbLaser Material Deposition – Coatings & Functional Layers\u00ab am Fraunhofer ILT: \u00bbDie HighNo-D\u00fcsen sind innerhalb von ein bis zwei Minuten ohne Qualit\u00e4tseinbu\u00dfen dank des monolithischen Aufbaus umr\u00fcstbar. Die neue D\u00fcse ist seit diesem Jahr \u00a0in Serie.\u00ab<\/p>\n

Erfahrungen mit EHLA und der neuen D\u00fcse machte bereits die Bilsing Automation Tic. Ltd. \u015eti. aus Bursa, die als t\u00fcrkische Tochter der Bilsing Automation GmbH aus Attendorn nicht nur flexible Greif- und Handhabungstechnik sondern auch Umformwerkzeuge herstellt. \u00dcber das Laserh\u00e4rten von Werkzeugen und dem Laserauftragschwei\u00dfen (LMD) von anspruchsvollen Bauteilen aus Titan Ti-6Al-4V f\u00fcr die Flugzeugindustrie baute sich ein langj\u00e4hriger Kontakt zum Fraunhofer ILT auf. \u00bbMittlerweile sind wir zum Subunternehmer von Turkish Airlines aufgestiegen, der auch O-Ringe aus Titan f\u00fcr Landefahrwerke mit dem Verfahren repariert\u00ab, erkl\u00e4rt stolz Gesch\u00e4ftsf\u00fchrer Salih Ersungur. Das Interesse f\u00fcr die Innovationen aus Aachen wuchs und schlie\u00dflich f\u00fchrte das Unternehmen im Sommer 2019 EHLA ein.<\/p>\n

Es r\u00fcstete jedoch nicht eine Drehmaschine um, sondern best\u00fcckte einen fahrbaren Roboter mit Laserstrahlquelle, EHLA-Bearbeitungskopf und Pulverzufuhrsystem. So entstand eine mobile EHLA-Station, die testhalber bei einer CNC-Drehmaschine eines anderen Unternehmens zum Einsatz kam. \u00bbIch habe auf ihr eine Bremsscheibe auf dem Backenfutter montiert\u00ab, berichtet Ersungur. \u00bbDen Roboter haben wir dann im Prinzip so positioniert und programmiert, dass er nahezu synchron mit der Drehmaschine arbeitet.\u00ab Bereits der erste Testlauf hat funktioniert, der Gesch\u00e4ftsf\u00fchrer ist sehr zufrieden mit EHLA und den im Vergleich zum herk\u00f6mmlichen Laserauftragschwei\u00dfen glatteren Oberfl\u00e4chen, die weniger bis keine Nacharbeitung erfordern.<\/p>\n

Die Analyse der Beschichtungstests \u00fcberzeugten den Gesch\u00e4ftsf\u00fchrer, nun langfristig das EHLA-Verfahren als Dienstleistung in der T\u00fcrkei und weiteren von ihm betreuten L\u00e4ndern anzubieten \u2013 etwa als Alternative zum umstrittenen Hartchromatieren mit Chrom(VI). Ersungur: \u00bbIch sehe sehr gute Chancen im Schiffsbau, Offshore-Bereich und in der Luftfahrt.\u00ab<\/p>\n

Seit kurzem besitzt das Unternehmen auch die neue HighNo-D\u00fcse. \u00bbDie wechselbaren D\u00fcsenspitzen der neuen D\u00fcsengeneration sind mit drei Schrauben befestigt, die sich l\u00f6sen lassen, um dann eine andere D\u00fcsenspitze einzusetzen\u00ab, beschreibt der Gesch\u00e4ftsf\u00fchrer die Vorz\u00fcge der neuen D\u00fcsentechnologie. \u00bbDas Verfahren l\u00e4uft dank der HighNo-D\u00fcse prozesssicherer und schneller ab, au\u00dferdem sinken die R\u00fcstzeiten.\u00ab Ein EHLA-beschichtetes Bauteil befindet sich allerdings noch nicht im Einsatz. Ersungur vermarktet die Kombination EHLA und HighNo als neues Alleinstellungsmerkmal nicht nur exklusiv in der T\u00fcrkei, sondern will sie auch Kunden in S\u00fcdafrika, Rum\u00e4nien und Russland vorstellen. Seine Motivation: \u00bbWeil wir mit Erfolg seit sechs Jahren lasern, mussten wir jetzt bei EHLA einsteigen. Es klingt nach Zukunft, denn es hat Drive und wir glauben stark daran.\u00ab<\/p>\n

Autor: Nikolaus Fecht im Auftrag des Fraunhofer ILT.<\/i><\/p>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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