Rentabler 3D-Metalldruck

Meinolf Droege,

Anlage macht EHLA-Verfahren serientauglich

Im Rahmen eines Fraunhofer-Projekts entwickelt ein Maschinenbauer eine 3D-Druck-Anlage, mit der extremes Hochgeschwindigkeits-Laserauftragschweißen für kommerzielle Serienanwendungen nutzbar werden soll.

Extremes Hochgeschwindigkeits-Laserauftragschweißen (EHLA): Flexibel beschichten, reparieren oder additiv fertigen mit einer Systemtechnik. © Fraunhofer ILT, Volker Lannert

EHLA steht für „Extremes Hochgeschwindigkeits-Laserauftragschweißen“. Das Verfahren des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ermöglicht nach dessen Angaben hohe Vorschubgeschwindigkeiten und präzise aufgetragene Schichten. Im Gegensatz zum konventionellen LMD-Verfahren wird Metallpulver bereits in der Luft vom Laserstrahl aufgeschmolzen und trifft in flüssiger Form auf ein kleines Schmelzbad an der Oberfläche. Bislang wird diese Technik beispielsweise für die Beschichtung von Offshore-Hydraulikzylindern eingesetzt. Um sie nun auch additiv nutzen zu können, hat der Maschinenbauer Ponticon eine 3D-EHLA-Anlage entwickelt, die im zweiten Quartal dieses Jahres als Prototyp in Betrieb gehen soll.

Mit Prozessgeschwindigkeiten von mehr als 3 m/s soll sie in der Lage sein, innerhalb kurzer Zeit Einzelteile aus Metall im 3D-Druckverfahren vollständig aufzubauen. Bei rotierenden Bauteilen können laut Anbieter sogar Vorschub-Geschwindigkeiten über 15 m/s erreicht werden. Zudem lassen sich im Arbeitsraum platzierte, für das Verfahren optimierte Schnittstellen-Bauteile wie Lagerflansche oder Prozessanschlüsse miteinander verbinden. Dieser Prozess ist im klassischen LPBF-Verfahren nicht möglich.

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Das EHLA-Verfahren erlaubt zudem die Verbindung unterschiedlicher Metalle. Überdies wird die Werkstückoberfläche thermisch kaum beeinflusst und kühlt daher schneller ab – eine Voraussetzung für die Herstellung amorpher Metalle (metallisches Glas).

Last but not least lassen sich mit der Anlage bereits bestehende Teile beschichten, um sie widerstandfähiger zu machen. Denkbar sind folgende Kombinationen: Bronze auf Werkzeugstahl, Edelstahl auf Aluminium oder wolframhaltige Legierungen auf Grauguss.

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