Fokussieroptik für Laserauftragschweißen mit Metallpulver
Präzise Optik für stabile Laserauftragschweißprozesse und additive Fertigung
Der Beschichtungskopf YC52 ist eine modulare Fokussieroptik für das Laserauftragschweißen mit Metallpulver (Laser Metal Deposition, LMD) in der additiven Fertigung. Er wurde für anspruchsvolle industrielle Anwendungen mit Festkörperlasern entwickelt und eignet sich für Reparaturaufgaben, Oberflächenveredelung sowie additive Fertigungsprozesse.
Beim Laserauftragschweißen mit Metallpulver sind eine präzise Fokussierung des Laserstrahls und eine reproduzierbare Pulverzufuhr entscheidend für gleichmäßige Schichtbildung, geringe Porosität und hohe Prozesssicherheit. Der YC52 unterstützt diese Anforderungen durch seinen stabilen Aufbau, hochwertige optische Komponenten und integrierte Funktionen zur Prozessüberwachung.
Die Möglichkeit zur Erzeugung variabler Spurbreiten erlaubt eine flexible Anpassung an unterschiedliche Prozessanforderungen und unterstützt reproduzierbare Beschichtungsprozesse mit hoher Bauteilqualität in der additiven Fertigung und im industriellen Einsatz.
Für drahtbasierte Anwendungen im Laserauftragschweißen ergänzt der CoaxPrinter das Precitec-Portfolio im Bereich der additiven Fertigung.
Welche Vorteile bietet der YC52 beim Laserauftragschweißen?
Variable Spurbreiten im Laserauftragschweißen
Der Beschichtungskopf YC52 ermöglicht die Erzeugung variabler Spurbreiten im Laserauftragschweißen. Abhängig von Laserleistung, Faserdurchmesser und Defokussierung lassen sich unterschiedliche Spurbreiten realisieren. So können sowohl feine Strukturen präzise aufgebaut als auch breitere Spuren für einen effizienten Materialauftrag erzeugt werden – bei gleichbleibender Beschichtungsqualität und hoher Prozessstabilität.
Modularität mit verschiedenen Düsenkonzepten
Der YC52 ist modular aufgebaut und kann mit unterschiedlichen Düsenkonzepten ausgestattet werden. Je nach Applikation stehen koaxiale 4-Strahldüsen, koaxiale Ringspaltdüsen sowie off-axiale Düsen zur Verfügung. Diese Modularität ermöglicht eine anwendungs- und bauteilspezifische Auslegung des Beschichtungsprozesses – von 3D-Applikationen über homogene Beschichtungen bis hin zu schwer zugänglichen Bereichen mit geringer Störkontur.
Integrierte Prozess- und Qualitätsüberwachung
Der Beschichtungskopf YC52 kann mit einem Kameramodul sowie einer Schutzglasüberwachung ausgestattet werden. Dabei werden Strukturhöhe, Verschmutzungsgrad und Temperatur des Schutzglases inline erfasst. Zusätzlich wird die Anwesenheit des Schutzglases überwacht. Die kontinuierliche Erfassung relevanter Prozess- und Zustandsdaten unterstützt eine hohe Reproduzierbarkeit der Beschichtungsprozesse und trägt zur langfristigen Prozesssicherheit im Laserauftragschweißen bei.
Erzeugung variabler Spurbreiten
Ein zentrales Ausstattungsmerkmal des YC52 ist die Möglichkeit, variable Spurbreiten im Laserauftragschweißen mit Metallpulver zu erzeugen. Mithilfe der integrierten Zoom-Funktion lässt sich die Spurbreite flexibel und prozesssicher an die jeweilige Anwendung anpassen.
Abhängig von Laserleistung, Faserdurchmesser und Defokussierung sind Spurbreiten von 0,3 bis 5 mm realisierbar. Dadurch können sowohl feine Strukturen präzise beschichtet als auch breitere Spuren für einen effizienten Materialauftrag umgesetzt werden.
Die flexible Einstellung der Spurbreite unterstützt eine optimale Anpassung an unterschiedliche Bauteilgeometrien und Prozessanforderungen. Gleichzeitig trägt sie zu einer gleichbleibenden Beschichtungsqualität, einer stabilen Schichtbildung und einer hohen Reproduzierbarkeit der Prozesse bei – sowohl in der additiven Fertigung als auch bei Reparatur- und Beschichtungsaufgaben.
Modulares System mit verschiedenen Düsenkonzepten
Der Beschichtungskopf YC52 ist modular aufgebaut und kann mit unterschiedlichen Düsenkonzepten konfiguriert werden. Dadurch lässt sich das System gezielt an unterschiedliche Anwendungen im Laserauftragschweißen mit Metallpulver anpassen.
- Koaxiale 4-Strahldüse
Für hohe Laserleistungen und anspruchsvolle 3D-Applikationen - Koaxiale Ringspaltdüse
Für einen homogenen Pulverfokus und einen hohen Pulverwirkungsgrad - Off-axiale Düse
Für schwer zugängliche Bereiche und Anwendungen mit geringer Störkontur
Die modulare Auslegung ermöglicht eine anwendungs- und bauteilspezifische Konfiguration des Beschichtungskopfes und unterstützt eine optimale Anpassung an Bauteilgeometrie und Prozessanforderungen – bei stabilen und reproduzierbaren Beschichtungsprozessen.
Welche Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich mit dem Beschichtungskopf YC52 beim Laserauftragschweißen?
Der Beschichtungskopf YC52 eignet sich für verschiedene industrielle Anwendungen, darunter:
- Reparaturschweißen von Werkzeugen und Formen
zur Wiederherstellung verschlissener oder beschädigter Bauteile - Aufarbeiten von Turbinen- und Verschleißbauteilen
mit hohen Anforderungen an Schichtqualität und Prozesssicherheit - Funktions- und Schutzbeschichtungen
zur Verbesserung von Verschleiß-, Korrosions- oder Temperatureigenschaften - Aufbau komplexer Strukturen in der additiven Fertigung
für funktionsintegrierte oder geometrisch anspruchsvolle Bauteile - Anwendungen im Werkzeug-, Automobil- und Flugzeugbau
für Reparatur, Beschichtung und additive Fertigungsprozesse
Technische Daten
- Max. Laserleistung: 6 kW (in Abhängigkeit von Applikation und verwendeter Düse)
- Arbeitsabstand: 12 - 14 mm (24 mm bei 250 mm Fokussierbrennweite)
- Min. Pulverfokusdurchmesser: 0,7 mm (Ringspaltdüse), 2,0 mm (4-Strahldüse)
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Wie funktioniert Laserauftragschweißen mit Metallpulver?
Laserauftragschweißen mit Metallpulver, auch bekannt als Laser Metal Deposition (LMD), ist ein additives Fertigungsverfahren, bei dem Metallpulver gezielt in den Fokus eines Laserstrahls eingebracht und dort aufgeschmolzen wird. Das Material wird schichtweise auf ein Bauteil aufgetragen und bildet eine metallurgisch gebundene Beschichtung oder Struktur.
Das Metallpulver wird über eine oder mehrere Düsen kontrolliert in den Laserfokus geführt. Gleichzeitig erzeugt der Laser ein lokales Schmelzbad auf der Bauteiloberfläche, in das das Pulver eingebracht wird. Durch die abgestimmte Regelung von Laserleistung, Pulverzufuhr und Fokuslage entstehen gleichmäßige, porenarme Schichten mit hoher Haftfestigkeit.
Das Verfahren eignet sich sowohl für den Aufbau neuer Geometrien in der additiven Fertigung als auch für Reparatur- und Beschichtungsprozesse, etwa zur Wiederherstellung verschlissener Bauteile oder zur Funktionalisierung von Oberflächen. Eine zentrale Rolle spielt dabei die optische Auslegung des Beschichtungskopfes, da sie den Pulverfokus, den Energieeintrag und die Prozessstabilität maßgeblich beeinflusst.