Oberflächenbearbeitung Laserauftragschweißen auf engstem Raum – Strategische Partnerschaft zur Serienfertigung

Mit der IClad, einer kompakten Spezialoptik mit integrierter Medienzufuhr, bietet Pallas eine inzwischen auf Projektbasis vielfach bewährte Lösung. Sie ermöglicht das Laserauftragsschweißen von Innenkonturen und Sackbohrungen bis zu einer Tiefe von 500 Millimetern bei Öffnungen in der Größe einer Zwei-Euro-Münze. Pallas hat mit der GTV Verschleißschutz GmbH eine strategische Partnerschaft geschlossen. Diese ist der Startschuss für die industrielle Serienfertigung und weltweite Vermarktung.

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Funktionale Oberflächen tragen maßgeblich zu Qualität, Effizienz und Wettbewerbsfähigkeit von Produkten und Prozessen bei, die komplexen Beanspruchungen unterliegen. Maßgeschneiderte Werkstoffe und Verfahren machen sie beständig gegen Abrasion, Erosion und Korrosion – jenen Einflussfaktoren, die wesentlichen Anteil an Standzeiten und Lebenszyklen von Anlagen haben. Laserauftragschweißen gibt Oberflächen das entscheidende Rüstzeug für ihre jeweilige Funktion bei Fertigung, Instandsetzung oder Optimierung von Materialeigenschaften. Als generatives Verfahren mit sicherer Reproduzierbarkeit, präziser 2D- oder 3D-Applikation sowie geringer Belastung der Komponenten ist es im Formen-, Werkzeug- und Maschinenbau etablierter Standard, um die Oberflächenbeschaffenheit gezielt an ihre Einsatzsituation anzupassen. Seine Grenzen findet dieses Verfahren mit Standardoptiken bei schwer zugänglichen Innenkonturen, denn Öffnungsdurchmesser unter 100 Millimetern erfordern deutlich schlankere Optiken. Mit der IClad, einer kompakten Spezialoptik mit integrierter Medienzufuhr, bietet die Pallas GmbH & Co. KG aus Würselen bei Aachen eine inzwischen auf Projektbasis vielfach bewährte Lösung. Sie ermöglicht die Bearbeitung von Innenkonturen und Sackbohrungen bis zu einer Tiefe von 500 Millimetern bei Öffnungen in der Größe einer Zwei-Euro-Münze. Die strategische Partnerschaft mit der GTV Verschleißschutz GmbH in Luckenbach. (Westerwald) ist der Startschuss für die industrielle Serienfertigung und weltweite Vermarktung.

Schichtdicken von wenigen Zehntelmillimetern CAD-gesteuert machbar

Beim Laserauftragschweißen schmilzt der Laserstrahl lokal eng begrenzt den Grundwerkstoff der zu bearbeitenden Oberfläche sowie das per Düse eingestrahlte Pulver auf und verbindet beide metallurgisch zu einer dichten Schicht mit geringer Aufmischung. Schichtdicken von wenigen Zehntelmillimetern bis zu mehreren Millimetern sind mit diesem Verfahren CAD-gesteuert machbar. Durch das fokussierte Auftreffen des Laserstrahls werden Bauteil und Grundwerkstoff nur gering thermisch belastet, wodurch der Verzug minimiert wird. Der endkonturnahe Auftrag hält den Nachbearbeitungsaufwand entsprechend gering. Das kompakte Gehäuse der innovativen Innenbearbeitungsoptik IClad enthält alle Baugruppen für Strahlführung und Formung. Am hinteren Ende der Optik befinden sich die Anschlüsse für Lichtleitfaser und Zuleitungen der Prozessmedien. Eine aktive Kühlung schützt die optischen Komponenten vor Überhitzung, zudem beugt ein interner Optikschutz Ablagerungen von Pulverpartikeln vor. Der Strahlgang wird permanent mit Schutzgas gespült und eine optionale Kameraanbindung unterstützt Justierung oder Prozessbeobachtung. Durch die Eintauchtiefe von 500 Millimetern bietet die I-Clad bei Öffnungsdurchmessern ab 30 Millimetern ideale Voraussetzungen zur Reparatur von Getriebekomponenten, Gehäusen, Zylinderbuchsen oder Werkzeugen. Beim Beschichtungsprozess dreht sich das zu bearbeitende rotationssymmetrische Bauteil um den feststehenden Bearbeitungskopf, der je nach Lage der Bearbeitungsfläche zwei unterschiedliche Laserstrahlwinkel einsetzt. Sackbohrungen, bei denen sich der Arbeitspunkt des Lasers vor der Optik befindet, werden mit einem 30°-Winkel bearbeitet, durchgängige Bohrungen mit einem Laserwinkel von 90°. Anders als bei Standardoptiken, wo Arbeitsabstände von 20 Millimetern gängige Praxis sind, benötigt die IClad nur einen Abstand von fünf bis zwölf Millimetern.

Ziel der Partnerschaft: Spezialoptiken kundenorientiert weiterentwickeln

In der strategischen Partnerschaft von Pallas und GTV werden die jeweiligen Unternehmensstärken und Innovationsansätze fortan gebündelt. Ziel ist es, die Spezialoptiken kundenorientiert weiterzuentwickeln und dem Markt in zunehmender Stückzahl zur Verfügung zu stellen. Pallas ist weiterhin insbesondere für Individualauslegungen federführend bei Entwicklung, Auslegung und Produktion der Optiken. GTV übernimmt neben dem weltweiten Vertrieb auch die Entwicklung und Optimierung einzelner Komponenten wie Düsen. Eine erste Spezialoptik mit einer Düsenkonstruktion von GTV/Pallas überzeugt zurzeit mit verbesserter Pulverzufuhr und höherem Wirkungsgrad bei einem Dauereinsatz im Drei-Schicht-Betrieb. Für den weltweiten Vertrieb der IClad setzt GTV auf eine serientaugliche Standardisierung der Systemkomponenten. Damit soll gewährleistet werden, dass große Unternehmen standortübergreifend überall analoge Voraussetzungen für den Einsatz der Optik beim Laserauftragschweißen vorfinden. Service und Support erfolgt durch die internationalen Vertriebspartner und Niederlassungen der GTV. (jup)

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