LASER CLADDING

UNSERE VERFAHREN IM ÜBERBLICK

LASER CLADDING
LASER AUFTRAGSSCHWEISSEN

Laser Cladding, auch Laserauftragsschweißen genannt, ist ein additiver Fertigungsprozess, bei dem die Oberfläche des Grundwerkstoff mittels eines Laserstrahls lokal aufgeschmolzen und dem entstehenden Schmelzbad gleichzeitig ein zumeist pulverförmiger Zusatzwerkstoff zugeführt wird. Die Schmelze erstarrt infolge einer Relativbewegung des Bearbeitungskopfes zur Schicht.

 

Durch die präzise dosierte und lokale Wärmeeinbringung in die Bauteiloberfläche wird nur ein minimaler Aufmischungsgrad und eine perfekt metallurgische Verbindung zum Grundwerkstoff erzielt. Die unübertroffene Präzisionsgenauigkeit und sehr gute Wiederholgenauigkeit ermöglicht ein Minimieren oder gar Einsparen von zeit- und kostenintensiven Nachbearbeitungsschritten sowie Maskierungsarbeiten. Die zumeist metallischen Werkstoffe lassen sich auch unter industriellen Fertigungsbedingungen mit Pulverausnutzungsgraden von bis zu 95 % und mehr auftragen.

GTV Laser Cladding
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Klassisches Laser Cladding
Das Laserauftragschweißen bietet die Möglichkeit,
metallische Bauteile mit Funktionsschichten konstruktiv
aufzubauen oder wirtschaftlich zu reparieren. 

KEY FACTS

Prozesscharakteristik:                       Klassischer Prozess

Schichtcharakteristik:                        Dicke Schichten

Prozesstemperatur:                            heiß

Prozessgeschwindigkeit:                   langsam

Verarbeitbare Zusatzwerkstoffe:      Metalle/Karbide

Prozessgase:                                      Argon, Helium, Stickstoff

PROZESSBESCHREIBUNG

Laser Cladding, auch Laserauftragsschweißen genannt, ist ein additiver Fertigungsprozess, bei dem die Oberfläche des Grundwerkstoff mittels eines Laserstrahls lokal aufgeschmolzen und dem entstehenden Schmelzbad gleichzeitig ein zumeist pulverförmiger Zusatzwerkstoff zugeführt wird. Die Schmelze erstarrt infolge einer Relativbewegung des Bearbeitungskopfes zur Schicht.

 

Durch die präzise dosierte und lokale Wärmeeinbringung in die Bauteiloberfläche wird nur ein minimaler Aufmischungsgrad und eine perfekt metallurgische Verbindung zum Grundwerkstoff erzielt. Die unübertroffene Präzisionsgenauigkeit und sehr gute Wiederholgenauigkeit ermöglicht ein Minimieren oder gar Einsparen von zeit- und kostenintensiven Nachbearbeitungsschritten sowie Maskierungsarbeiten. Die zumeist metallischen Werkstoffe lassen sich auch unter industriellen Fertigungsbedingungen mit Pulverausnutzungsgraden von bis zu 95 % und mehr auftragen.

TYPISCHE ANWENDUNGEN

Einsatzgebiet ist beispielsweise das partielle Beschichten von Stanz-, Biege- oder Schneidewerkzeug.

Top Speed Cladding
Das GTV High Speed Laser Cladding vereint die Vorteile
des konventionellen Laser Claddings mit den hohen
Oberflächengeschwindigkeiten der thermischen
Spritzenverfahren. 

KEY FACTS

Die Weiterentwicklung des Laser Cladding

Prozesscharakteristik:                       High-End Prozess

Schichtcharakteristik:                        Dünne Schichten

Prozesstemperatur:                            heiß

Prozessgeschwindigkeit:                   schnell

Verarbeitbare Zusatzwerkstoffe:       Metalle/Karbide

Prozessgase:                                       Argon, Helium, Stickstoff

PROZESSBESCHREIBUNG

Das GTV High Speed Laser Cladding vereint die Vorteile des konventionellen Laser Claddings mit den hohen Oberflächengeschwindigkeiten der thermischen Spritzenverfahren. Die neue Hochgeschwindigkeitsvariante des Laser Claddings zielt auf die wirtschaftliche Beschichtung von großen Oberflächen mit dünnen 80 µm bis 250 µm Schutzschichten hin. Mit Flächenraten von über 2,0 m²/h lassen sich die Prozesszeiten um den Faktor 10 und mehr steigern. Die entstehenden gasdichten, dünnen Schichten weisen eine exzellente metallurgische Anbindung zum Grundwerkstoff auf und lassen sich mit Pulverausnutzungsgrade von 80% und mehr auftragen. 

 

Die wesentlichen Unterschiede zum herkömmlichen Laser Cladding sind die deutlich höhere Oberflächengeschwindigkeiten von bis zu 300 m/min und mehr, höhere Laserleistungsdichten im Bearbeitungspunkt sowie ein verringerter Versatz der Schweißbahnen. Infolge der größeren Überlappbereiche der Einzelspuren entstehen besonders gleichmäßige Schichtdicken, die kein oder nur noch einen geringen Nachbearbeitungsbedarf benötigen.

TYPISCHE ANWENDUNGEN

Das High Speed Laser Cladding eignet sich vorzugsweise für die Beschichtung rotationssymmetrische Bauteile.

3D Laser Cladding
Mittels Additive Manufacturing können große 
3D-Strukturen schnell und wirtschaftlich
hergestellt werden.
 

KEY FACTS

Prozesscharakteristik:                       Spezialanwendung

Schichtcharakteristik:                        3D-Strukturen

Prozesstemperatur:                            heiß

Prozessgeschwindigkeit:                   langsam

Verarbeitbare Zusatzwerkstoffe:       Metalle/Karbide

Prozessgase:                                       Argon, Helium, Stickstoff

PROZESSBESCHREIBUNG

Das Additive Manufacturing, umgangssprachlich auch 3D-Druck genannt, erlebt seit dem letzten Jahrzehnt einen regelrechten Boom. Die oftmals als „Fertigungstechnik der Zukunft“ bezeichnete Technologie hält auch bei uns - in Form des GTV 3D Laser Claddings - Einzug. Die zumeist komplexen dreidimensionalen Formen werden durch das Schmelzen von metallischen Pulvern mittels Laserstrahl Schicht für Schicht aufgebaut. Im Vergleich zu anderen generativen Fertigungsverfahren, wie z. B. das Fused Deposition Modeling (FDM) oder das Selective Laser Melting (SLM), lassen sich mittels Laser Cladding insbesondere große 3D-Strukturen schnell und wirtschaftlich herstellen.

 

Ein Aufbau von endkonturnahen Fertigteilen, die nur noch eine minimale Nachbearbeitung benötigen, sowie ein Hinzufügen von zusätzlichen Features an bestehende Bauteilgeometrien oder eine komplette Neuteilfertigung aus einem speziellen Materialverbund ist ebenfalls realisierbar.

TYPISCHE ANWENDUNGEN

Reparatur und Wiederaufbauen von verschlissenen Bauteilen (z.B. Instandsetzen von erosionsbeschädigten Turbinenschaufeln oder

Turboladerwellen, Mittelschneidkonturen stark verschlissener Pelton-Turbinenschaufeln)