Inline-Messsystem sorgt für einen optimierten Pulvergasstrahl Laserauftragschweißen perfektioniert

Inline-Messsystem sorgt für einen optimierten Pulvergasstrahl

Laserauftragschweißen perfektioniert

Anzeige
Ein Inline-System zur Prüfung, Qualifizierung und Justage des fokussierten Pulvergasstrahls der Düsen von Anlagen zum Laserauftragschweißen hat das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT in Aachen entwickelt. Damit lassen sich Düsen zertifizieren, und die Kaustik lässt sich vollständig charakterisieren. Dank des Kameramoduls mit integrierter Beleuchtung kann der Anwender außerdem den Prozess visualisieren und überwachen.

Das Laserauftragschweißen hat sich bereits in verschiedenen Bereichen bewährt – zum Beispiel bei der Reparatur von Werkzeugen oder dem Auftragen von Korrosionsschutzschichten. Doch das Ergebnis hängt in hohem Maß davon ab, wie gleichmäßig der Laserstrahl das Pulver aufträgt. Die Prozessparameter Geschwindigkeit und Volumen der Pulverzufuhr in das Schmelzbad spielen dabei eine entscheidende Rolle.

Vor dem Prozess müssen Düsen und Kaustik daher regelmäßig geprüft, zertifiziert und kalibriert werden. Der Ablauf dieser Arbeitsschritte war bisher sehr aufwändig. „Ein Mitarbeiter trug auf einem Blech eine Pulverspur auf, die dann ein Experte überprüfte“, erläutert Oliver Nottrodt, Projektleiter Prozesssensorik und Systemtechnik am Fraunhofer ILT „Doch diese Aufgabe können nur wenige Fachleute in reproduzierbarer Qualität durchführen.“

Integration in gängige Anlagen

Diese unbefriedigende Situation motivierte die Aachener zur Entwicklung eines maschinenunterstützten Inline-Prozesses. Die Systemlösung besteht aus drei Hauptkomponenten: Einem Kameramodul mit verfahrbarer Optik und Beleuchtung, das an den Bearbeitungskopf montiert wird. Das Vermessen der Düse übernimmt ein Lasermodul, das in der Anlage platziert wird. Die Steuerung dieser beiden Module übernimmt Elektronik, die entweder in den Schaltschrank oder direkt in die Anlage integriert wird. „Für die Dokumentation ist es wichtig zu wissen, wo sich die Achsen der Anlage befinden“, so Nottrodt. „Ihre exakte Position lässt sich über gängige Datenbus-Schnittstellen von der Basismaschine übertragen.“

Um die Partikeldichteverteilung und Kaustik des Pulvergasstrahls zu erfassen und zu vermessen, wird dieser mit einer Laserlinie senkrecht zur Pulvergasströmung beleuchtet und von der koaxial angeordneten Kamera durch die Pulverdüse beobachtet. Die Anlage ändert für weitere Messungen mehrmals die relative Position von Laser und Bearbeitungskopf zueinander. Schließlich zeigt die Auswertung von 2000 bis 3000 Bildern die statistische Verteilung der Partikel in einer Ebene. „Wenn ich auf diesem Wege schrittweise die sogenannte Kaustik erfasse – also den Fokussierbereich, in dem sich der Pulverpartikelstrahl bündelt – lässt sie sich mit Blick auf die wichtigsten Parameter wie dem minimalen Durchmesser und der Dichteverteilung sehr genau berechnen und charakterisieren“, so Nottrodt.

Das Messsystem ermöglicht die standardisierte Vermessung und Zertifizierung der Pulverzufuhrdüsen und die vollständige Charakterisierung des jeweiligen Pulvergasstrahls. Es leistet Hilfestellung beim Einrichten des Prozesses, indem es dem Anwender eine Vielzahl von Arbeiten abnimmt – wie zum Beispiel das Messen und Markieren der Positionen des Bearbeitungslasers sowie die Dokumentation aller Arbeitsschritte. Des Weiteren überwacht das Messsystem anhand der geometrischen Merkmale des Schmelzbads den Laserauftragschweißprozess, den es zudem visualisiert und dokumentiert.

Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT
www.ilt.fraunhofer.de

Anzeige

Aktuelle Ausgabe

Newsletter

Unsere Dosis Wissensvorsprung für Sie. Jetzt kostenlos abonnieren!

automatica 2018

Als Leitmesse für intelligente Automation und Robotik zeigt die automatica effiziente und sichere Produktionskonzepte für jede Branche. Wir freuen uns auf Sie: 19.-22. Juni 2018 / München

AMB Wahrzeichen 2018

Welcher AMB-Aussteller fertigt das schönste Wahrzeichen der Branche? Entscheiden Sie selbst. Wir freuen uns auf Ihren Besuch auf der AMB 2018 in Stuttgart. 18.-22.09.18, Eingangsbereich Ost.

additive

Trends

Aktuelle Entwicklungen in der spanenden Fertigung

Alle Webinare & Webcasts

Hier finden sie alle Webinare unserer Industrieseiten

Alle Whitepaper

Hier finden Sie alle Whitepaper unserer Industrieseiten
Anzeige

Industrie.de Infoservice

Vielen Dank für Ihre Bestellung!
Sie erhalten in Kürze eine Bestätigung per E-Mail.
Von Ihnen ausgesucht:
Weitere Informationen gewünscht?
Einfach neue Dokumente auswählen
und zuletzt Adresse eingeben.
Wie funktioniert der Industrie.de Infoservice?
Zur Hilfeseite »
Ihre Adresse:














Die Konradin Verlag Robert Kohlhammer GmbH erhebt, verarbeitet und nutzt die Daten, die der Nutzer bei der Registrierung zum Industrie.de Infoservice freiwillig zur Verfügung stellt, zum Zwecke der Erfüllung dieses Nutzungsverhältnisses. Der Nutzer erhält damit Zugang zu den Dokumenten des Industrie.de Infoservice.
AGB
datenschutz-online@konradin.de