LASER CLADDING
LASER AUFTRAGSSCHWEISSEN

Prozesscharakteristik:                       Klassischer Prozess

Schichtcharakteristik:                        Dicke Schichten

Prozesstemperatur:                            heiß

Prozessgeschwindigkeit:                   langsam

Verarbeitbare Zusatzwerkstoffe:      Metalle/Karbide

Prozessgase:                                      Argon, Helium, Stickstoff

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.

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

Die Weiterentwicklung des Laser Cladding

Prozesscharakteristik:                       High-End Prozess

Schichtcharakteristik:                        Dünne Schichten

Prozesstemperatur:                            heiß

Prozessgeschwindigkeit:                   schnell

Verarbeitbare Zusatzwerkstoffe:       Metalle/Karbide

Prozessgase:                                       Argon, Helium, Stickstoff

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.

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

Prozesscharakteristik:                       Spezialanwendung

Schichtcharakteristik:                        3D-Strukturen

Prozesstemperatur:                            heiß

Prozessgeschwindigkeit:                   langsam

Verarbeitbare Zusatzwerkstoffe:       Metalle/Karbide

Prozessgase:                                       Argon, Helium, Stickstoff

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.

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

Turboladerwellen, Mittelschneidkonturen stark verschlissener Pelton-Turbinenschaufeln)