Trendthema
Umlaufender Messpunkt zur Inline-Messung aufgetragener Spurhöhen beim Laserauftragschweißen. - © Fraunhofer ILT, Aachen
23.07.2019

Bidirektionale Sensorik optimiert das Laserauftragschweißen

Erfolgreiche Praxiserprobung: Bidirektionale Sensorik optimiert das Laserauftragschweißen

Die Qualität generativ gefertigter Bauteile steht und fällt nicht nur mit dem Fertigungsverfahren, sondern auch mit der Inline-Prozessregelung. Die Prozessregelung sorgt für einen sicheren Beschichtungsprozess, denn Abweichungen von der Soll-Geometrie werden sofort erkannt. Wie gut das mit einer bidirektionalen Sensorik bereits beim Laserauftragschweißen im Zusammenspiel mit einer kommerziellen Optik gelingt, demonstrierte das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT auf der LASER World of PHOTONICS 2019.

Das Fraunhofer ILT entwickelt optische Sensorik seit rund zehn Jahren gezielt für die Fertigungsmesstechnik. Dabei hat sich insbesondere die Sensorik mit der Bezeichnung »bd-1« beispielsweise bei der Messung von Metallbanddicken bewährt. Aufgrund der bidirektionalen Arbeitsweise nimmt die Lasermessstrahlung den gleichen Hin- und Rückweg. Sender und Empfänger müssen hier nicht aufeinander ausgerichtet werden, deshalb kann die Messstrahlung u. a. auch über Scanner-Spiegel oder andere Ablenkvorrichtungen geführt werden. Die »bd-1«-Messtechnik lässt sich aus diesem Grund sehr gut mit Laserstrahlen kombinieren, die beispielsweise für den Laserauftrag genutzt werden.

»bd-1«-Sensorik gleicht Prozessschwankungen aus

Diese Eigenschaften sprachen dafür, die bidirektionale Sensorik auch bei additiven Fertigungsverfahren zu nutzen: So hängen etwa Spurhöhe und Schichtdicke beim Laserauftragschweißen (LA) von sehr vielen Faktoren ab. Trotz aller Bemühungen, die Verfahrensparameter konstant zu halten, kommt es immer wieder zu Schwankungen – etwa bei der Materialzufuhr und der Verfahr-geschwindigkeit an Umkehrpunkten. Die Folgen sind schwankende Schichtdicken und geometrische Abweichungen. Weil sich aber zum Beispiel die Materialzufuhr nicht beliebig stabilisieren lässt, steht und fällt die Auftragsqualität mit der ständigen Inline-Überwachung der Schichtdicke. Sie erlaubt es, schnell auf Schwankungen bei Spurhöhen und Lagen zu reagieren. Insbesondere beim Laserauftragschweißen von größeren Bauteilen kann die bidirektionale Inline-Messung zur Qualitätssicherung und Prozessregelung eingesetzt werden.

Verwirklichen lassen sich derartige Lösungen ohne großen Aufwand, denn dank der kompakten Gestaltung der »bd-1«-Messköpfe können sie leicht in bestehende Optiken integriert werden. Um aufgetragene Spurhöhen richtungsunabhängig messen zu können, wird die Messstrahlung koaxial zur Bearbeitungsstrahlung eingekoppelt und über Spiegel um den Auftragspunkt abgelenkt.

Laserbearbeitungsoptik mit »bd-1«-Sensorik und kompakter Messstrahlablenkung für Inline-Geometriemessungen. - © Fraunhofer ILT, Aachen
Laserbearbeitungsoptik mit »bd-1«-Sensorik und kompakter Messstrahlablenkung für Inline-Geometriemessungen. © Fraunhofer ILT, Aachen

Anwender können die »bd-1«-Sensorik bei pulver- und koaxialdraht-basierten LA-Prozessen zur Qualitätssicherung und zum Aufbau einer Echtzeit-Regelung von Fertigungsprozessen nutzen. Die Sensorik eignet sich außerdem zur Überwachung und Regelung weiterer Anwendungen wie Laserbohren und Lasermikrostrukturierung.

(Quelle: Presseinformation des Fraunhofer ILT Aachen)

Schlagworte

Additive FertigungLaserauftragschweißenProzessregelungQualitätssicherungSchweißtechnik

Verwandte Artikel

10.08.2020

Richtlinienentwurf: Grundlagen und Durchführung einer Schadensanalyse

Die neue Richtlinie VDI 3822 gibt einen Leitfaden, um Erfahrungen aus Schadensanalysen systematisch auszuwerten und zugänglich zu machen.

Herstellung Konstruktion Metallische Werkstoffe Polymere Werkstoffe Qualitätssicherung Regelwerk Schadensanalyse
Mehr erfahren
Mit dem ewm Xnet Universal logger macht EWM die Vorteile seines Schweißmanagementsystems jetzt auch für Unternehmen nutzbar, die Schweißgeräte von mehreren Herstellern in der Produktion einsetzen.
Beitrag mit Video
06.08.2020

Qualitätsmanagementsystem für Schweißgeräte beliebiger Hersteller

Die EWM AG bietet mit dem ewm Xnet Universal logger Set eine Möglichkeit, neben den EWM-Stromquellen auch Schweißgeräte beliebiger Hersteller in das System einzubinden.

Drahtgeschwindigkeit Industrie 4.0 Lichtbogenschweißen Qualitätsmanagement Schutzgas Schweißstrom Schweißtechnik Welding 4.0
Mehr erfahren
Professor Dr.-Ing. habil. Jean Pierre Bergmann (links) freut sich mit Dr.-Ing. Klaus Schricker.
DVS Group
03.08.2020

Zwei DVS-Mitglieder mit IIW-Awards ausgezeichnet

Der DVS – Deutscher Verband für Schweißen und verwandte Verfahren e. V. freut sich, dass zwei DVS-Mitglieder in diesem Jahr einen der renommierten Preise des Internationa...

Award Internationales Schweißeignung Schweißtechnik Werkstoffverhalten
Mehr erfahren
16.07.2020

Migatronic sucht die älteste „lebende Legende“. Mitmachen und gewinnen!

Migatronic Dänemark feiert das 50-jährige Jubiläum und ist auf der Suche nach der ältesten noch „lebenden Legende“. Registrieren Sie Ihre grüne Migatronic-Schweißmaschine...

MAG-Schweißen MIG-Schweißen Schweißmaschinen Schweißtechnik WIG-Schweißen
Mehr erfahren