Laserauftragschweißen

Unser Leistungsangebot

Am Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT wird das Laserauftragschweißen (engl. Laser Material Deposition, LMD) seit über 30 Jahren intensiv erforscht und konsequent für unterschiedlichste Anwendungsfelder und Branchen weiterentwickelt.

Mit LMD können Metallspuren mit Schichtstärken zwischen 0,01 mm und 2 mm hochpräzise auf nahezu jedem metallischen Grundwerkstoff in kürzester Zeit aufgetragen werden. Durch Überlagerung mehrerer Schweißraupen lassen sich flächige Beschichtungen, etwa für den Verschleiß- und Korrosionsschutz, oder funktionale Schichten herstellen. Werden mehrere Schichten übereinander auftraggeschweißt, kann das Verfahren auch für die Reparatur und die additive Fertigung genutzt werden. Aufgrund des exakt steuerbaren Energieeintrags lassen sich Bauteile und Legierungen verarbeiten, die im Allgemeinen als schwer schweißbar gelten. Durch die einfache Adaptierbarkeit und Flexibilität für unterschiedliche Anwendungsfelder (Beschichtung, Reparatur und additive Fertigung) sowie dessen einfache Integrierbarkeit in bestehende Prozessketten ist das Verfahren insbesondere für klein- und mittelständische Betriebe attraktiv.

Beschichtung einer PKW-Bremsscheibe mittels EHLA.
© Fraunhofer ILT, Aachen.
Beschichtung einer PKW-Bremsscheibe mittels EHLA.
6-Achs-Knickarm-Roboter mit Draht-Auftragschweißkopf und Werkzeugwechsler.
© Fraunhofer ILT, Aachen.
6-Achs-Knickarm-Roboter mit Draht-Auftragschweißkopf und Werkzeugwechsler.
Hybrid-additiv gefertigte BLISK mit Prozessmessdaten-Repräsentation.
© Fraunhofer ILT, Aachen.
Hybrid-additiv gefertigte BLISK mit Prozessmessdaten-Repräsentation.

Das Fraunhofer ILT unterstützt Sie von der Ideenfindung und Beratung über die Entwicklung angepasster Prozesse, Systemtechnik und Prozessüberwachung bis hin zum Prozesstransfer auf Kundenanlagen. Ein breites Spektrum an verfügbarer Anlagentechnik, Analysekapazität sowie weitreichendes Entwicklungs-Know-how für diverse Anwenderbranchen, etwa aus den Bereichen Luftfahrt, Automotive oder Energie, erlauben die effiziente Durchführung unterschiedlichster Projekte. 

Prozess- und Anwendungsentwicklung

  • Extremes Hochgeschwindigkeits-Laserauftragschweißen (EHLA)
  • Verschleiß- und Korrosionsschutz sowie funktionale Schichten
  • Additive und hybrid-additive Fertigung 
  • Reparatur großer, hochwertiger Bauteile
  • Entwicklung von großserienreifen Prozessen
  • Untersuchung von Prozessketten für das Laserauftragschweißen mit Einbindung vor- und nachgelagerter Prozessschritte 

Matthias Brucki M.Sc.

Telefon: +49 241 8906-314
E-Mail: matthias.brucki@ilt.fraunhofer.de

 

Systemtechnik

  • Vorentwicklung, Um- und Ausrüstung innovativer Anlagen- und Systemtechnik für draht- und pulverbasierte Prozesse
  • Roboterbasiertes Laserauftragschweißen
  • Entwicklung und Erprobung koaxialer Draht-Schweißoptiken
  • EHLA 3D: Qualifizierung des High-Speed-Verfahrens für die additive Fertigung
  • Entwicklung und Vertrieb der Pulverzufuhrsystemtechnik

Jonathan Schaible M.Sc.

Telefon: +49 241 8906-660
E-Mail: jonathan.schaible@ilt.fraunhofer.de

 

Digitalisierungskonzepte für das Laserauftragschweißen

  • Anwendungsorientierte Prozessüberwachungskonzepte für das Laserauftragschweißen
  • Akquisition und Synchronisation von Maschinendaten und Prozessüberwachungsdaten zur geographisch aufgelösten Datenvisualisierung
  • Entwicklung und Erprobung von CAM-Lösungen für das Laserauftragschweißen zur automatisierten Bahnplanung
  • Anlagenintegriertes Scannen und adaptive Bahnplanung auf Freiformflächen
  • Anwendung von Methoden des maschinellen Lernens für die Datenanalyse und Prozessadaption

Talu Ünal Saewe M.Sc.

Telefon: +49 241 8906-335
E-Mail: talu.uenal-saewe@ilt.fraunhofer.de

Broschüren

Unsere Broschüren vermitteln einen schnellen Einblick in unser Leistungsangebot »Laserauftragschweißen«. Detaillierte Informationen und einzelne Projektergebnisse finden Sie auch im Reiter »Projektergebnisse«.

 

»Effektiver Verschleiß- und Korrosionsschutz mit dem EHLA-Verfahren«

 

»Lasertechnik für Instandsetzung und Funktionalisierung«

 

»Systemtechnik für das pulverbasierte Laserauftrag-
schweißen«

 

»Werkstoffentwicklung für die additive Fertigung«

Videos

 

Effektiver Bremsscheiben-Schutz mit EHLA

 

Optimierter Metall-3D-Druck dank Draht-LMD

 

ProLMD: Prozess- und Systemtechnik für die Hybride Additive Fertigung mit LMD

 

futureAM – Next Generation Additive Manufacturing

 

Korrosionsschutz: Bauteile beschichten mit Laserauftragschweißen

 

Weitere Videos

Eine Videoauswahl zur Additiven Fertigung und zu weiteren F&E-Bereichen finden Sie auf der YouTube-Seite des Fraunhofer ILT. 

-> Berthold Leibinger Innovationspreis 2018 für das EHLA-Team

Branchen

Lasertechnik trägt in unterschiedlichen Branchen zur Lösung anspruchsvoller Aufgabenstellungen bei. Ob als Werkzeug in der Automobilfertigung, als Messmittel im Umweltbereich, als Diagnose- oder Therapieinstrument in der Medizintechnik oder als Kommunikationsmedium in der Raumfahrttechnik, der Laser bietet vielfache Einsatzmöglichkeiten mit hoher Produktivität und hoher Effizienz.

Auf den Branchen-Webseiten finden Sie weitere Informationen und eine Auswahl aus unserem Angebot.

Projektergebnisse

Hier finden Sie eine Auswahl von freigegebenen Projektergebnissen (Jahresberichtsbeiträge) aus dem Leistungsangebot »Laserauftragschweißen« der letzten Jahre als PDF-Downloads. Sie suchen weitergehende Informationen? Nehmen Sie einfach Kontakt mit uns auf – Unsere Ansprechpartner stehen Ihnen gerne für Fragen und Gespräche zur Verfügung.

Prozess- und Anwendungsentwicklung

Schaible, J., Hau, L. A., Schopphoven, T., Pirch, N., Schleifenbaum, J. H., Brucki, M.: 
Analysis of the Process Conditions for the Coating of Grey Cast Iron Brake Discs through Laser Material Deposition
EuroBrake EB2020-MDS-020 (2020)
https://doi.org/10.46720/eb2020-mds-020

Bobzin, K., Wietheger, W., Knoch, M. A., Sommer, J., Brucki, M., Schopphoven, T., Schleifenbaum, J. H., Häfner, C.:
Kombination einer laserauftraggeschweißten Korrosionsschutzschicht und einer thermisch gespritzten Verschleißschutzschicht
Thermal Spray Bulletin 72 (2020) (2) 114-121

Zhao, T., Dahmen, M., Cai, W., Alkhayat, M., Schaible, J., Zhong, C., Hong, C., Biermann, T., Zhang, H., Gu D., Weisheit, A., Gasser, A., Schleifenbaum J.H.:
Laser Metal Deposition for Additive Manufacturing of AA5024 and Nanoparticulate TiC Modified AA5024 Alloy Composites Prepared with Balling Milling Process.
OPTICS AND LASER TECHNOLOGY 131, 106438- (14 S.), (2020)
https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2020.106438 (Open Access)

Zhong, C., Liu, J., Zhao, T., Schopphoven T., Fu, J., Gasser, A., Schleifenbaum J.H.:
Laser Metal Deposition of Ti6Al4V—A Brief Review.
Appl. Sci.10(3), 764 (12 S.), (2020)
https://doi.org/10.3390/app10030764 (Open Access)

Bold, M., Linnenbrink, S., Pirch, N., Gasser, A., Mund, J., Schleifenbaum, J. H.:
Powder Based Laser Material Deposition on Edges
The 38th International Congress on Applications of Lasers & Electro-Optics (ICALEO® 2019). October 7-10, 2019, ORLANDO, FL USA.  ICALEO 2019  Proceedings, paper LAM 404 (9 S.) (2019)

Pirch, N., Niessen, M., Linnenbrink, S., Schopphoven, T., Gasser, A., Poprawe, R., Schöler, C.,  Arntz, D., Schulz, W.:
Temperature field and residual stress distribution for laser metal deposition
JLA 30 (3), 32503- (5 S.) (2018)

Zhong, C., Pirch, N., Gasser, A., Poprawe, R., Schleifenbaum, J.H.:
The Influence of the Powder Stream on High-Deposition-Rate Laser Metal Deposition with Inconel 718
Metals (7), 443 (13 S.) (2017)

Zhong, C., Pirch, N., Gasser, A., Poprawe, R., Schleifenbaum, J.H.:
The Influence of the Powder Stream on High-Deposition-Rate Laser Metal Deposition with Inconel 718.
Metals (7), 443 (13 S.) (2017)

Pirch, N., Linnenbrink, S., Gasser, A., Wissenbach, K, Poprawe, R.:
Analysis of track formation during laser metal deposition
J. Laser Appl. 29 (2) 22506 (5 S.) (2017)

Alkhayat, M., Gasser, A., Arntz, K., Klingbeil, N., Vollmer, T. :
Additive Fertigung "Vom Pulver zum Fertigteil" In: Ressourceneffizienz
Neugebauer, Reimund (Hrsg.) Berlin, Heidelberg: Springer Vieweg. 151-152 (2017)

Schopphoven, T., Gasser, A., Wissenbach, K., Poprawe, R.:
Investigations on ultra-high-speed laser material deposition as alternative for hard chrome plating and thermal spraying
J. Laser Appl. 28, 022501 (9 S.) (2016)

Zhong, C., Gasser, A., Kittel, J., Wissenbach, K., Poprawe, R.:
Improvement of material performance of Inconel 718 formed by high deposition-rate laser metal deposition
Materials Design 98, 128-134 (2016)

Zhong, C., Gasser, A., Kittel, J., Fu, J., Ding, Y., Poprawe, R.:
Microstructures and tensile properties of Inconel 718 formed by high deposition-rate laser metal deposition
J. Laser Appl. 28, 22010 (8 S.) (2016)

Klocke, F., Poprawe, R., Schmitt, R., Gasser, A., Arntz, K., Grosse Böckmann, M., Klingbeil, N., Kerkhoff, J., Vollmer, T., Wegener, M., Alkhayat, M.:
Investigation and assessment of a laser addiditve manufacturing based process chain by the example of an injection mold
Proc. of the 3rd Fraunhofer Direct Digital Manufacturing Conference (DDMC16), Berlin, Germany (5 S.) (2016)

Systemtechnik

Schaible, J., Hau, L. A., Weber, D., Schopphoven, T., Häfner, C., Schleifen-baum, J. H.:
Particle Velocity Measurement in Powder Gas Jets of Coaxial Powder Nozzles for Laser Material Deposition
39th International Congress on Applications of Lasers & Electro-Optics, October 18-21, 2021, San Diego.
ICALEO 2020 Proceedings, paper 4 (10 S.) (2020)
https://doi.org/10.2351/7.0000296

Schaible, J., Sayk, L., Schopphoven, T., Schleifenbaum, J. H., Häfner, C.:
Development of a High-speed Laser Material Deposition Process for Additive Manufacturing
39th International Congress on Applications of Lasers & Electro-Optics, October 18-21, 2021, San Diego. ICALEO 2020 Proceedings, paper 119 (10 S.) (2020)
https://doi.org/10.2351/7.0000320

T. Schopphoven, J. H. Schleifenbaum, S. Tharmakulasingam, and O. Schulte:
Setting Sights on a 3D Process: Extreme high-speed laser material deposition, or EHLA, is now being developed into an additive manufacturing process
PhotonicsViews, vol. 16, no. 5, pp. 64–68 (2019)
doi: 10.1002/phvs.201900041

Kelbassa, J., Gasser, A., Bremer, J., Pütsch, O., Poprawe, R., Schleifenbaum, J.H.:
Equipment and process windows for laser metal deposition with coaxial wire feeding
Journal of Laser Applications 31, 22320- (2019)
https://doi.org/10.2351/1.5096112

Pirch, N., Niessen, M., Linnenbrink, S., Schopphoven, T., Gasser, A., Poprawe, R., Schöler, C., Arntz, D., Schulz, W.:
Temperature field and residual stress distribution for laser metal deposition
36th Int. Congr. on Applications of Lasers & Electro-Optics, ICALEO, Oct. 22-26, 2017, Atlanta, GA USA. Paper 1204 (5 S.) (2017)

Klocke, F., Vollmer, T., Klingbeil, N., Wegener, M., Alkhayat, M., Lahl, M., Kluth, A. :
E3-Produktion: Ultrakurze Prozessketten bewerten und verbessern
ZWF – Zs. Wirtschaftl. Fabrikbetrieb 2016 (09), 527-530 (2016)

Gasser, A.:
Fertigen und Instandsetzen mit generativen Laserverfahren
MM Maschinenmarkt 38, 44-47 (2014)

Digitalisierungskonzepte für das Laserauftragschweißen

Ünal-Saewe, T., Vedder, C., Vervoort, S., Schleifenbaum, J.H.: 
Digitaler Zwilling im Produktlebenszyklus additiv gefertigter Komponenten
Frenz W. (eds) Handbuch Industrie 4.0: Recht, Technik, Gesellschaft. Springer, Berlin, Heidelberg. (2020)
https://doi.org/10.1007/978-3-662-58474-3_30

Poprawe, R., Hinke, C., Meiners, W., Eibl, F., Zarei, O., Voshage, M., Ziegler, S., Schleifenbaum, J. H., Gasser, A., Schopphoven, T., Willenborg, E., Flemmer, J., Weingarten, C., Finger, J., Reininghaus, M.:
Digital photonic production along the lines of industry 4.0
Laser Applications in Microelectronic and Optoelectronic Manufacturing (LAMOM) XXIII, Proceedings Volume 10519; 1051907 (2018)
https://doi.org/10.1117/12.2292316

Klocke, F., Poprawe, R., Schmitt, R., Gasser, A., Arntz, K., Grosse Böckmann, M., Klingbeil, N., Kerkhoff, J., Vollmer, T., Wegener, M., Alkhayat, M.:
Investigation and assessment of a laser addiditve manufacturing based process chain by the example of an injection mold
Proc. of the 3rd Fraunhofer Direct Digital Manufacturing Conference (DDMC16), Berlin, Germany (5 S.) (2016)

Bi, G., Sun, C. N., Gasser, A.: 
Study on influential factors for process monitoring and control in laser aided additive manufacturing
J. Mat. Proc. Technol. 213 (3), 463-468 (2013)

Unsere Leistungsangebote decken ein weites Themenspektrum ab. Verwandte Themen zum Laserauftragschweißen und weitere Schwerpunkte aus Forschung und Entwicklung finden Sie unter den folgenden Links.