Laserauftragschweißen mit der Pulverdüse
LASERTEC DED: Additive Fertigung mittels Pulverdüse
- Von der reinen Laserauftragsmaschine bis zu universalen Hybridlösungen
- 5- bis 6-Seitenbearbeitung großvolumiger 3D-Bauteile
- Prozessüberwachung und Adaptive Prozesskontrolle
- Ganzheitliche, CAD/CAM Prozesskette
- CELOS: Die APP-basierte Steuerungs- und Bedienplattform
- Exklusive DMG MORI Technologiezyklen verfügbar
- ERGOline 21.5" Multi Touch Panel mit CELOS und SIEMENS SINUMERIK 840 D sl
- Automatisches Einwechseln des Laserkopfes via Shuttle-Handling – CNC-gesteuert ohne manuelles Eingreifen
- Bis zu 1 kg Aufbaurate je Stunde (materialabhängig): 5-achsiger Materialaufbau mit Koaxialdüse für eine gleichförmige Pulververteilung unabhängig von der Laseraufbaurichtung"
- Fasergeführter Diodenlaser mit 3.000 W Leistung und 600 µm Faserdurchmesser im Standard
- Optional mit fasergeführtem Laser mit 2 kW und blauer Wellenlänge (450 nm), ideal für hochreflektierende Materialien wie Kupfer"
- AM Assistant für beste Prozesssicherheit und ganzheitliche Rückverfolgung, sowie Pulverförderratensensor und automatische Pulverkalibrierung
- Integrierte Wärmebildkamera zur Überwachung des gesamten Arbeitsraumes während des Bearbeitungsprozesses, adaptive Prozessregelung und konstante Überwachung des Arbeitsabstandes
- LASERTEC 65 DED hybrid Werkstücke bis ø500 × 400 mm // 600 kg
- LASERTEC 125 DED hybrid Werkstücke bis ø1.250 × 745 mm // 2.000 kg
- Fräsbearbeitung: speedMASTER Spindeln bis 20.000 min-1 und 130 Nm
- 5-Achs Bearbeitung: NC-Schwenkrundtisch mit A-Achse: +120°/-120 und C-Achse 360° endlos
- Fras-Dreh Option für die LASERTEC 65 DED hybrid für die integrierte Drehbearbeitung bis 1.200 min-1
- LASERTEC 3000 DED hybrid Werkstücke bis ø670 x 1.519 mm
- LASERTEC 6600 DED hybrid Werkstücke bis ø1.010 x 3.702 mm
- Werkzeugmagazin für bis zu 3 unterschiedliche AM Laser-Düsen
- 6-Seiten Komplettbearbeitung von Bauteilen auf Haupt- und Gegenspindel mit anschließender Verschweißung der aufgebauten Bauteile
- Fräsbearbeitung: B-Achse mit Dreh-Frässpindel compactMASTER bis 20.000 min-1 und 132 Nm (6600: Dreh-Frässpindel mit 8.000 min-1 und 302 Nm)
- Drehbearbeitung auf der Haupt- und Gegenspindel
Punktgenauer Materialaufbau mittels Pulverdüse
Beim Laserauftragsschweißen, auch Directed Energy Deposition (DED), erfolgt der Materialaufbau über eine Pulverdüse. Das Metallpulver wird also in den Laser geblasen, der es punktgenau an der Oberfläche eines Metalls verschmilzt. Das Verfahren zeichnet sich durch eine sehr hohe Aufbaurate aus. Der schichtweise 3D-Druck des Bauteils lässt sich mit einem oder mehreren Werkstoffen durchführen. Bei solchen Multimaterialanwendungen werden im Wechsel unterschiedliche Metalle aufgetragen, die dem Bauteil die gewünschten Eigenschaften verleihen – beispielsweise eine höhere Wärmeleitfähigkeit oder unterschiedliche Härtegrade in bestimmten Bereichen.
Wirtschaftliche Instandsetzung dank Laserauftragschweißen
Der DED Prozess erlaubt darüber hinaus die Reparatur oder Beschichtung von vorhandenen Bauteilen. Das betrifft inzwischen bis zu 50 Prozent der Anwendungen. Die Pulverdüse kann das Material auf beliebige Metalloberflächen auftragen und somit beispielsweise verschlissene Werkzeugformen instand setzen – in Originalqualität. Die Methode ist in vielen Fällen günstiger als nach dem Verschleiß ein neues Ersatzteil anzufertigen. Zudem ist der Prozess schneller, so dass Anwender die Verfügbarkeit ihrer Anlagen maximieren können.
Hybrides Konzept für additive Werkstücke in Fertigteilqualität
Bei den meisten Anwendungen die per Laserauftragschweißen aufgebaut werden, sind üblicherweise Nachbearbeitungsschritte mit Fräs- oder Drehmaschinen erforderlich. Eine wirtschaftliche Alternative dazu sind hybride Konzepte wie die LASERTEC DED hybrid Baureihe von DMG MORI. Sie vereinen das Laserauftragsschweißen mittels Pulverdüse mit der konventionellen Fräs- oder Fräs-Drehbearbeitung in einem Arbeitsraum. Der flexible Wechsel zwischen additiver und spanender Fertigung ermöglicht die direkte Bearbeitung von Bauteilsegmenten und die Integration der kompletten Fertigungskette in einer Maschine. Dabei profitieren Anwender auch beim Laserauftragschweißen von der 5-achsigen bzw. 6-seitigen Komplettbearbeitung, die moderne Fräsmaschinen und Fräs-Drehzentren erlauben. Ein solcher Ansatz ermöglicht die effiziente Fertigbearbeitung im µm-Bereich – und das auch an Stellen, die nach dem kompletten Aufbau des Bauteils womöglich nicht mehr erreichbar wären. So lassen sich auch komplexeste Geometrien in Fertigteilqualität realisieren.
Produktspektrum bis hin zur XXL-Bearbeitung
Das Portfolio der Hybridmaschinen reicht von der LASERTEC 65 DED hybrid bis hin zur LASERTEC 6600 DED hybrid. Sie basiert auf einem Dreh-Fräszentrum und bietet Verfahrwege von 1.040 x 610 x 3.890 mm.
Laserauftragsschweißen: das Wichtigste in Kürze
Was ist Laserauftragschweißen?
Das Laserauftragsschweißen oder Directed Energy Deposition nutzt eine Pulverdüse, durch die ein Metallpulver in den Laser geblasen wird. So ist es möglich, das Material punktgenau an einer Oberfläche zu schmelzen. Da das Pulver bei diesem Verfahren gewechselt werden kann, lassen sich unterschiedliche Werkstoffe einsetzen, die Bauteilen spezielle Eigenschaften verleihen.
Welche Materialien lassen sich beim selektiven Laserauftragschweißen einsetzen?
Für das Laserauftragschweißen gibt es eine breite Palette an Metallpulvern. Stähle lassen sich ebenso verarbeiten wie Inconel oder kupferhaltige Buntmetalllegierungen.
Welche Vorteile haben Hybridmaschinen?
Hybridmaschinen kombinieren das Laserauftragschweißen und die konventionelle Zerspanung in einem Arbeitsraum. So lassen sich Werkstücke ohne Nachbearbeitung auf weiteren Maschinen in Fertigteilqualität herstellen. Das gilt insbesondere für komplexe Geometrien, weil durch das hybride Konzept auch Stellen gefräst werden können, die nach dem weiteren Aufbau nicht mehr erreichbar wären. Ein weiterer Vorteil der hybriden Bearbeitung ist, dass besonders im Reparaturfall eine Durchlaufzeitverkürzung bis zu 80 Prozent entsteht. Ein aufwändiger Rüstvorgang der Nachbearbeitungsschritte (Härten, Fräsen, Schleifen, Messen, …) kann durch die Prozessintegration entfallen.