Lasermaterialbearbeitung
in der industriellen Fertigung

Diodenlaser stellen eine sehr wirtschaftliche, kompakte Wärmequelle dar, die sich für viele Anwendungen der Lasermaterialbearbeitung durch geeignete Zusatzkomponenten oder Sonderoptiken anpassen lässt. Typische Einsatzgebiete sind klassische Verfahren der Lasermaterialbearbeitung wie Schweißen, Hartlöten oder Härten. Laserline Diodenlaser sind auch in neueren Fertigungsverfahren wie dem Additive Manufacturing etabliert. 

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Einsatzvielfalt in der Laser Materialbearbeitung

Diese Flexibilität der Diodenlaser bietet eine große Bandbreite an Einsatzmöglichkeiten für den Anwender in Produktionsprozessen weltweit. Aus vielen industriellen Bereichen sind Diodenlaser nicht mehr wegzudenken: Schweißen von Stahl und Aluminium, Auftragschweißen, Beschichten und Reparaturschweißen sowie das Hartlöten und Härten gehören zu den Hauptanwendungsgebieten. Auch für neue Fertigungsverfahren wie dem Schweißen von Faserverbundstoffen oder dem 3D Printing sind Diodenlaser das perfekte Werkzeug.

Laser Metallbearbeitung

Laserline entwickelt Systeme für unterschiedlichste Applikationen in der Laser Blechbearbeitung und anderen Anwendungen zur industriellen Bearbeitung von Metallen. Die Anwendungen sind breit gefächert und reichen von Metallschweißen über die Oberflächenbehandlung bis hin zum Schneiden und generativen Verfahren wie beispielsweise dem Laser Metal Deposition (LMD).

Bei der Bearbeitung von Metallen werden Laserline Hochleistungsdiodenlaser unter anderem in folgenden typischen Anwendungsgebieten eingesetzt:

Schweißen von Metallen / Metallschweißen (Aluminium, Edelstahl, Baustahl und weitere Metalle)

Hohe Festigkeiten und geringer Verzug zeichnen das Fügen mit einem unserer Laser aus. Bei hohen Schweißgeschwindigkeiten lassen sich exzellente Nahtoberflächen erzielen. Unterschieden wird zwischen dem Wärmeleitschweißen und Tiefschweißen. Diodenlaser erzielen schon seit vielen Jahren eine zum Nd:YAG-Laser vergleichbare Strahlqualität beim Tiefschweißen. Tiefschweißanwendungen gibt es im Bereich der Energieerzeugung sowie zum Beispiel bei Getriebekomponenten. Eine weitere erfolgreiche Anwendung ist das Schweißen von Aluminium: Aufgrund der kurzen Wellenlänge nah beim Absorptionsmaximum des Aluminiums, wählt die Automobilindustrie Hochleistungs-Diodenlasersysteme als Werkzeug für das Aluminiumschweißen im Karosseriebau.

Innovative Laser Blechbearbeitung: Schweißen von Tailored Blanks

Eine noch junge Anwendung in diesem Bereich ist das Schweißen von Tailored Blanks mit Hochleistungsdiodenlasern. Hier werden verschiedene Werkstoffgüten oder -dicken zu einem Bauteil zusammengefügt und erst im zweiten Schritt umgeformt. Bei Fahrzeugteilen lässt sich so das Crashverhalten und Gewicht optimieren.

Härten von Metallen

Mit Diodenlasern werden beim Härten alle Anforderungen  an verbesserten Verschleißschutz für Maschinenbauteile, Werkzeuge sowie Zubehör- und Gebrauchsgegenstände zuverlässig abgedeckt. Die Temperaturregelung beim Härten erlaubt es, bei jedem Material die optimale Härte zu erzielen. Die Laserwärmebehandlung kann aber auch genutzt werden, um hochfeste Materialien lokal in ihrer Festigkeit zu reduzieren, um in diesen Bereichen höhere Umformgrade zu ermöglichen.

Laserlöten / Hartlöten (insbesondere im Automobilbau)

Hartlöten und das verwandte Schweißen mit Zusatzdraht sind etablierte Fügeverfahren von metallischen Bauteilen. Ideal geeignet zum Fügen – beispielsweise von Karosseriebauteilen in der Automobilindustrie – sind die nahezu wartungsfreien Diodenlaser für die industrielle Serienfertigung. Die Mobilität, der geringe Flächenbedarf, der hohe Wirkungsgrad, die hohe Prozessstabilität und die Verfügbarkeit der Anlagen machen den Diodenlaser zum wirtschaftlichsten Werkzeug für Lötanwendungen.

Auftragsschweißen / Beschichten / Reparaturschweißen

Als das ideale Werkzeug für die meisten Anwendungen zum Auftragschweißen und Beschichten haben sich in den letzten Jahren die fasergekoppelten Diodenlaser erwiesen. Die Vorteile von Diodenlasern gegenüber konventionellen Techniken sind eine hohe Abkühlrate, geringer Verzug und ein besonders feinkörniges Gefüge mit hervorragender Haftung. Die entstehenden Oberflächen sind funktional veredelt und erfordern kaum Nacharbeit. Einsatzgebiete des Pulver- oder Draht-Auftragschweißens können sein: Reparatur und Wiederaufbereitung beschädigter Beschichtungen sowie Korrosions- und Verschleißschutz von Metallbauteilen.

Additive Manufacturing

Ein sehr interessanter und vielversprechender Ansatz auf diesem Gebiet ist die Integration der Laserquellen in Werkzeugmaschinen. Die Kombination aus additiven und subtraktiven Werkzeugen resultiert in einer völlig neuen Ebene der Fertigung. Eine Fünf-Achs-Fräsmaschine wird mit einem Laser verknüpft. Der integrierte Diodenlaser trägt das Pulver großflächig auf und schafft somit das Grundgerüst des Bauteils. Der nachgeschaltete Fräskopf arbeitet das generierte Teil lediglich an notwendigen Stellen spanend nach. Der flexible Wechsel zwischen Laser- und Fräsbearbeitung ermöglicht die Nachbearbeitung von Bauteilsegmenten, welche am Fertigteil nicht mehr erreichbar wären.

Bearbeitung verschiedenster Materialien

Auch in Verfahren zur Verarbeitung von Verbundwerkstoffen und Anwendungen in der Kunststoffindustrie werden Diodenlaser seit vielen Jahren im industriellen Dauerbetrieb erfolgreich eingesetzt:

  • Schweißen von Kunststoffen
  • Kantenbandschweißen in der Möbelindustrie
  • Tapelegen und Rohrwickeln von CFK Bändern (Carbon Faserverstärkte Kunststoffe)
  • Warmzerspanen von Keramiken
  • Schneiden von Kunststoffen und weiteren Materialien

Vielfältigkeit der Diodenlaser

Wir nutzen die Möglichkeit, Fokus und Leistung gezielt aufeinander abstimmen zu können, um die Diodenlaser optimal in die Prozesse und Anforderungen unserer Kunden zu integrieren. Zu diesem Zweck spezifizieren wir die Laser durch geeignete Zusatzkomponenten, wie Lichtleitkabel, Optik und weiteren für die unterschiedlichen Bearbeitungsaufgaben relevanten Komponenten. So lassen sich unsere Diodenlaser vielfältig im Spektrum der Materialbearbeitung einsetzen. Durch eine fortlaufende Verbesserung der Strahlquellen im Leistungs- und Strahlqualitätsbereich erschließen sich immer mehr neue Applikationsfelder für unsere Hochleistungsdiodenlaser. Die hohe Flexibilität unserer Laser spiegelt sich auch im Modul-Baukastenprinzip wider. Und das Fachwissen wächst: Mit umfassendem Know-how in der Lasermaterialbearbeitung und Diodenlasertechnologie arbeiten wir stets an der Weiterentwicklung unserer Systeme und finden für beinahe jede Anwendung den richtigen Laser.

Schneiden mit Lasern

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