Maschinen- und Anlagenbau

Der Maschinen- und Anlagenbau ist einer der Hauptadressaten der am Fraunhofer ILT entwickelten Lasersysteme und Verfahrenstechniken. Neue leistungsstarke Strahlquellen und Optiksysteme sowie hocheffiziente laserbasierte Fertigungsverfahren verhelfen dem Maschinenbau zu neuen Prozesskettenlösungen und Geschäftsfeldern, sowie den Anwendern zu neuen Produkten und geringeren Fertigungskosten. Insbesondere im Bereich der Fertigungsverfahren, wie dem Laserschneiden, Laserschweißen, der Strukturierungs- und Bohrtechniken und der additiven Fertigung, verfügt das Fraunhofer ILT über ein tiefes Prozessverständnis. Dieses stützt sich auf eine langjährige Expertise in der Simulation und Modellierung lasertechnischer Verfahren. Das Fraunhofer ILT unterstützt seine Kooperationspartner in der Auswahl applikationsspezifischer Strahlquellen, in der Optimierung von Prozesseffizienz und Produktqualität durch angepasste Optiksysteme und beim Einsatz leistungsstarker Prozessüberwachungssysteme. Die Kommerzialisierung und Lizensierung erfolgt in enger Abstimmung mit den FuE-Partnern.

Durch die Digitalisierung der industriellen Produktion gewinnt die Integration von Sensoren und Prozessüberwachungssystemen an Bedeutung. Die modellgestützte Planung von Prozessketten und sensorintegrierte Umsetzung im Sinne von Industrie-4.0-Konzepten ermöglicht die Schaffung digitaler Schatten von Prozessabläufen, Produkten und Anlagen. Digital Photonic Production bildet einen Schwerpunkt am Fraunhofer ILT und leistet einen wirkungsvollen Beitrag zu Industrie 4.0.

Im Forschungscampus Digital Photonic Produktion wird das Zusammenspiel von Laserverfahren und digitaler Netzwelt systematisch vorangetrieben. Insbesondere im 3D-Druck-Bereich und der Ultrapräzisionsbearbeitung entstehen in enger Kooperation von Wissenschaft und Industrie neue Ansätze für die Entwicklung innovativer Laseranlagen und Produktionsprozesse. Mit den Möglichkeiten von künstlicher Intelligenz und Industrie 4.0 erreicht die Prozesskontrolle zukünftig eine neue Qualität.

Wir adressieren Ihre Branche!

Forschungsergebnisse

- 2017 -

Additive Fertigung einer Turboladerkomponente mit Laserauftragschweißen

Additive Fertigung eines Leitschaufelclusters mittels SLM bis zur Serienreife

Additive laserbasierte Herstellung von Dickschicht-Sensorik für die Bauteilüberwachung

»AMable«-Services im digitalen Datenraum für die additive Fertigung

Analyse laserstrahlgeschweißter ultrahochfester Dualphasenstähle

Auftragschweißen mit oszillierendem Laserstrahl

»bd-1«-Sensorik für Inline-Messungen beim Laserauftragschweißen

Extremes Hochgeschwindigkeits-Laserauftragschweißen (EHLA) für die Massenproduktion in der Öl- und Gasindustrie

Hochentropische Werkstoffe für die additive Fertigung von Umformwerkzeugen

Hochdynamische Anpassung von Intensitätsverteilungen für die 3D-Lasermaterialbearbeitung

Hochgeschwindigkeits-Lasermikrostrukturierung für Kunststoff-Metall-Hybride

Inline-Pulvergasstrahl-Messsystem

In-Situ-Visualisierung von Mehrfachreflexionen beim Laserstrahlschneiden

Intelligente Prozesssensorik

Kompakter Laserschneidkopf mit Hochleistungsoptiken aus CVD-Diamanten

Kostengünstiger, kompakter Laser mit ns-Pulsdauer für den mobilen Einsatz

Laserauftragschweißen mit koaxialer Drahtzufuhr

Laserauftragschweißen von Mo-Si-B-Legierungen für Hochtemperaturanwendungen

Laserbasiertes Entgraten und Polieren von Blechen und Dünngläsern

Laserbearbeitung von Hochleistungskeramik

Laserpolieren von additiv gefertigten Kunststoffbauteilen

Laserstrukturieren im Rolle-zu-Rolle Verfahren

Messung der Absorption beim SLM-Prozess

Prozessüberwachung des laserbasierten Tape-Lege-Prozesses für Faserverbundbauteile

Schneiden von Faserverbund-Hybridmaterial

Schneiden von Kalknatronglas mittels CO-Laserstrahlung

Sensorintegration mittels SLM

Simulationstools für den Einsatz im industriellen Alltag

VCSEL-basierte Lackaushärtung im Inline-Verfahren

Verarbeitung alternativ hergestellter Pulverwerkstoffe mittels SLM

Verarbeitung von hochkohlenstoffhaltigen Stählen mittels Selective Laser Melting (SLM)

Verzug und Eigenspannungen beim Laserauftragschweißen

Voll automatisierte Produktionszelle zur Fertigung von Hybridbauteilen

- 2016 -

3D-Messung der Schutzgasströmung in SLM-Anlagen

Applikationsangepasste Intensitätsverteilungen für die Laserwärmebehandlung

Effiziente Bearbeitung von 3D-Werkzeugen durch den kombinierten Einsatz von kurzen und ultrakurzen Laserpulsen

Laserfunktionalisieren von pre-applizierten Tapebeschichtungen

Laserschneiden für CFK-Metall-Hybridverbindungen

Low Cost SLM-System

Pulverzufuhrdüse für das EHLA-Verfahren

Verarbeitung von Kupferlegierungen mittels SLM

Verarbeitung von Titanaluminiden (TiAl) mittels Hochtemperatur-Selective Laser Melting (HT-SLM)

Verfahren zur Individualisierung von lackierten Bauteilen

Zertifizierte Beschichtungen mit Hochgeschwindigkeits-Laserauftragschweißen

- 2015 -

Additive Fertigung einer Triebwerksaufhängungskomponente mittels LMD

Additive Fertigung im Werkzeug- und Automobilbau mit LMD und SLM

Additive Fertigung mit Eisenaluminid-Legierungen

Automatisierte Vermessung von Pulverdüsen

Form- und stoffschlüssiges Fügen von CFK und GFK

Funktionsangepasste Bauteile durch Werkstoffgradierung

Herstellung von Werkzeugen aus 1.2709 mittels High Power Selective Laser Melting - HP-SLM

Hochgeschwindigkeitsschneiden von Langlocharrays im Sub-Millimeterbereich

Hochproduktive UKP-Laserbearbeitung mit Multistrahloptiken

Hochrate-UKP-Abtrag durch zweistufige Prozessführung

Hybrider 1,5 kW UKP-Laser: Faser-INNOSLAB-Scheibe

Inline-Dicken- und Rauheitsmessungen von Papier- und Kartonbahnen mit »bd-2«

In-Situ Prozessdiagnose beim Laserstrahlschmelzschneiden

Interaktive Simulation des Bohrens mit Laserstrahlung

Intrinsische Wärmebehandlung bei der additiven Fertigung

Laserbasierte Vorbehandlung metallischer Oberflächen zur Erhöhung der Haftung

Laserpolieren von SLM-gefertigten 3D-Bauteilen

Laserumschmelzstrukturierung (LUST) auf CoCr28Mo

Laserstrahlbohren von CFK-Preforms

Leitschaufel-Prototypen für die Produktentwicklung

Modulare Benchmark-Software für das Selective Laser Melting

Roboterbasiertes Laserauftragschweißen mit CAD/CAM-Kopplung

Selective Laser Melting von Magnesiumlegierungen

Sensitivierung in der Schweißzone pressgehärteter martensitischer Chromstähle

Simulation der asymptotischen Bohrungskontur beim Bohren mit Laserstrahlung

Simulation der zeitlichen Evolution der Bohrungskontur beim Bohren mit Laserstrahlung

Strukturieren dünner Schichten im Rolle-zu-Rolle-Verfahren

Verarbeitung von Einsatz- und Vergütungsstählen mittels SLM

Weitere Forschungsergebnisse

Leistungsangebote

Technologiefelder

Messen & Veranstaltungen

Kommen Sie mit uns ins Gespräch und besuchen Sie uns auf den nächsten Messen und Veranstaltungen! 

 

AKL - International Laser Technology Congress, 2.5.18 bis 4.5.18, Aachen

Rapid.Tech, 5.6.18 bis 7.6.18, Erfurt

LaP Conference, 12.9.18 bis 13.9.18, Aachen

3D Valley Conference, 10.10.18 bis 11.10.18, Aachen

ICALEO, 14.10.18 bis 18.10.18, Orlando (USA)

EuroBLECH, 23.10.18 bis 26.10.18, Hannover

Composites Europe, 6.11.18 bis 8.11.18, Stuttgart

Videos und Veröffentlichungen

 

Videos

In unserer Mediathek finden Sie Videos zu Forschungs- und Entwicklungsthemen am Fraunhofer ILT.

 

 

Vorträge und Fachaufsätze

Hier finden Sie eine Auflistung der Vorträge unserer Wissenschaftler von nationalen sowie internationalen Fachtagungen, Messen und Konferenzen sowie eine Übersicht über Fachaufsätze.

Referenzen


Im Bereich Maschinen- und Anlagenbau arbeiten wir mit verschiedenen Unternehmen zusammen. Hier finden Sie eine Auswahl unserer Referenzkunden.
 

  • ABB Corporate Research Ltd.
  • Concept Laser GmbH
  • MAN Diesel & Turbo SE
  • Stork Gears & Services
  • Trumpf GmbH + Co. KG
  • Maschinenfabrik Karl H. Arnold GmbH und Co. KG

Additive Manufacturing und Industrie 4.0

Selective-Laser-Melting-Prozess bei der Fertigung eines Gasturbinenbauteils bei MAN Diesel & Turbo SE
© Fraunhofer ILT, Aachen.

Selective-Laser-Melting-Prozess bei der Fertigung eines Gasturbinenbauteils bei MAN Diesel & Turbo SE

Komponenten- und Prozessentwicklung, Systemintegration, Design von Materialeigenschaften oder individuelle Beratung: Das Fraunhofer ILT bietet im Bereich Additive Manufacturing (AM) umfangreiche Expertise an. Die Robustheit der AM-Prozesse steht dabei im Vordergrund. Zudem wächst die Bedeutung der Digitalisierung von Prozessketten – ein wesentlicher Baustein von Industrie 4.0. Die Durchgängigkeit der Daten, von der CAD-Konstruktion über Simulationen und Fertigungsprozesse bis hin zur Qualitätssicherung produzierter Bauteile muss gesichert sein. Daten werden in Echtzeit erfasst, ausgewertet und in entsprechende Regelkreise eingespeist. Im durch die Europäische Union geförderten »AMable«-Projekt entwickeln Forschungsinstitute unter Leitung des Fraunhofer ILT ein umfassendes System aus Datenhaltung und Service – die erste Blockchain im Bereich Additive Manufacturing. Vor allem klein- und mittelständische Unternehmen werden damit bei der Umsetzung ihrer Ideen im Bereich der additiven Fertigung unterstützt.

Die Anwendungsfelder der Additiven Fertigung liegen insbesondere dort, wo an Design und Werkstoffeigenschaften hinsichtlich individualisierter oder komlexer Bauteile höchste Ansprüche gestellt werden. Das Fraunhofer ILT befasst sich sowohl mit dem Laser Metal Deposition (LMD) als auch mit dem Laserstrahlschmelzen. Für neue Freiheiten bei der Materialwahl für das Laserstrahlschmelzen untersucht das Fraunhofer ILT beispielsweise Spezifikationsgrenzen von Pulverkorngrößen und den Einsatz günstigerer Pulverherstellungsmethoden.

Echtzeit-Prozessüberwachung für das Laserschweißen und -auftragschweißen

Ausrichtung von Pulverfokus, Lage der Bearbeitungslaserstrahlung (grün) und Messstrahlung des »bd-1« (rot).
© Fraunhofer ILT, Aachen.

Ausrichtung von Pulverfokus, Lage der Bearbeitungslaserstrahlung (grün) und Messstrahlung des »bd-1« (rot).

Am Fraunhofer ILT werden verschiedene Systeme zur echtzeitfähigen Prozessüberwachung entwickelt, die eine wirtschaftlichere Produktion und eine verbesserte Qualitätssicherung bieten. Ergebnis des EU-Forschungsprojekts »MAShES« ist beispielsweise ein multispektrales, bildgebendes Sensorsystem zur Prozessüberwachung. Dieses kann in eine Laserbearbeitungsoptik integriert und beim Schweißen sowie beim Auftragschweißen eingesetzt werden. In Echtzeit werden unterschiedliche Sensordatenströme während des Prozesses gleichzeitig analysiert, wodurch ein eindeutiger Fingerabdruck des Prozesses entsteht. Dieser setzt sich aus mehreren Merkmalen, wie der Abkühlrate der Bauteiloberfläche oder der Schmelzbadoberflächengeometrie, zusammen, die mit »Machine-Learning«-Konzepten aus multispektralen Prozessbilddaten ermittelt werden. Mit den eingesetzten Algorithmen lassen sich beispielsweise Schweißnähte klassifizieren und entsprechende Fertigungsprozesse durch eine Echtzeitkontrolle wirtschaftlicher gestalten.

Ansprechpartner für Projektanfragen

Dipl.-Ing. Hans-Dieter Hoffmann

»Laser und Laseroptik« 

 

Telefon +49 241 8906-206
-> E-Mail senden

Dr.-Ing. Arnold Gillner

»Abtragen und Fügen« 

 

Telefon +49 241 8906-148
-> E-Mail senden

 

Prof. Dr.-Ing. Johannes Henrich Schleifenbaum

»Generative Verfahren und funktionale Schichten« 

 

Telefon +49 241 8906-398
-> E-Mail senden

 

Prof. Dr. rer. nat. Reinhard Noll

»Messtechnik und EUV-Strahlquellen« 

 

Telefon +49 241 8906-138
-> E-Mail senden