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Dienstag, 19 Mai 2020 10:19

Laserauftragschweißen optimiert den Leichtbau

von Dr.-Ing. Richard Suchentrunk
Geschätzte Lesezeit: 1 - 2 Minuten
Das Projekt LAVAL soll das Laserauftragschweißen zu einer prozesssicheren Technik weiterentwickeln, mit der sich Blechhalbzeuge gezielt lokal verstärken lassen Das Projekt LAVAL soll das Laserauftragschweißen zu einer prozesssicheren Technik weiterentwickeln, mit der sich Blechhalbzeuge gezielt lokal verstärken lassen

Eine neue Anwendung für das additive Laserauftragschweißen wollen die Automotive Center Südwestfalen GmbH (acs) aus Attendorn und das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT aus Aachen im Verbundprojekt LAVAL angehen. Im Mittelpunkt steht die Validierung eines Verfahrens, mit dem sich Stahl- und Aluminiumbleche mit Hilfe des Laserauftragschweißens lokal verstärken lassen. In Grundlagenstudien wurde eine Erhöhung der Lastaufnahme fast um das Dreifache nachgewiesen, bei minimaler Gewichtszunahme.

Im Mittelpunkt des erfolgreich abgeschlossenen AIF-Projekts „Materialeffiziente Herstellung belastungsangepasster Blechbauteile mit durch Laser additiv aufgebrachten flexiblen Verstärkungszonen“ standen Grundlagenstudien zur Kombination der klassischen Blechumformung mit dem additiven Laserauftragschweißen. Mit Hilfe der Additiven Fertigung wurden Blechbauteile vor und nach der Blechumformung lokal verstärkt. Zwei Anwendungsfälle – ein Kragenzug und der Deckel eines Hydrowandlers – zeigten bereits im Labor das enorme Potenzial dieses Hybridverfahrens auf. Durch lokale Aufdickung des Bleches mit artgleichem Material ließ sich z. B. die Lastaufnahme des Kragenzugs um 264 % erhöhen. Der sogenannte Patch erhöht dabei das Gesamtgewicht um nur 4,3 %. Dies ermöglicht eine neue Form des Leichtbaus, denn nun lassen sich Bleche deutlich dünner dimensionieren. Die Patches kommen gezielt nur noch an Stellen zum Einsatz, wo sich die Lastspitze befindet, an denen daher Verstärkung benötigt wird, etwa weil dort ein Gewinde geschnitten werden muss. Dadurch lässt sich auch das akustische NVH-Verhalten des Blechs (Noise, Vibration, Harshness) gezielt optimieren.

Das pulverbasierte Laserauftragschweißen kann Schicht um Schicht Verstärkungen mit höchster geometrischer Flexibilität auftragen, die sich individuell in ihrer Form anpassen lassen. Auch die Oberflächengüte ist individuell einstellbar und artfremde Patch-Werkstoffe können verwendet werden, um z. B. Korrosion entgegen zu wirken. Das geplante Forschungsprojekt LAVAL (Lokal verstärkte Blechhalbzeuge durch additives Laserauftragschweißen) soll anhand von konkreten Aufgabenstellungen aus der Industrie das Verfahren für Stahl- und Aluminiumbleche validieren. Gefragt sind Partner aus Industrie und Forschung, die sich an dem geplanten Projekt beteiligen.

www.ilt.fraunhofer.de

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  • Ausgabe: 5
  • Jahr: 2020
  • Autoren: Dr.-Ing. Richard Suchentrunk

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