Laserauftragschweißen

Unser Leistungsangebot

Beim Laserauftragschweißen schmilzt ein Laserstrahl die Oberfläche eines Bauteils lokal auf. Gleichzeitig wird gezielt ein metallischer Zusatzwerkstoff in das Schmelzbad gefördert und dort vollständig aufgeschmolzen. Je nach Prozessführung und Verfahrensvariante können in einer Lage formschlüssig angebundene Schichten mit geringem Wärmeeintrag und Schichtstärken zwischen 0,01 mm und 1,5 mm aufgetragen werden. Durch Mehrlagenauftrag können Geometrien großer Komplexität und Abmessungen additiv gefertigt werden.

Die Vorteile des Laserauftragschweißens können branchenübergreifend in den Bereichen Verschleiß- und Korrosionsschutz, Reparatur sowie Additive Fertigung nutzbar gemacht werden. Unser Leistungsangebot umfasst die gesamte Entwicklungskette von der Ideenfindung und Beratung über die Entwicklung angepasster Prozesse und Systemtechnik bis hin zum Prozesstransfer auf Kundenanlagen. Ein breites Spektrum an verfügbarer Anlagentechnik, Analysekapazität sowie weitreichendes Entwicklungs-Know-how erlauben die effiziente Durchführung unterschiedlichster Projekte.

EHLA Beschichtungsprozess für Hydraulikzylinder.
© Fraunhofer ILT, Aachen / Volker Lannert.

EHLA Beschichtungsprozess für Hydraulikzylinder.

Koaxiale Pulverzufuhrdüse mit austauschbaren Düsenspitzen.
© Fraunhofer ILT, Aachen.

Koaxiale Pulverzufuhrdüse mit austauschbaren Düsenspitzen.

Reparatur von Turbomaschinenkomponenten.
© Fraunhofer ILT, Aachen / Volker Lannert.

Reparatur von Turbomaschinenkomponenten.

Verschleiß- und Korrosionsschutz

  • Extremes Hochgeschwindigkeit-Laserauftragschweißen (EHLA)
  • Schichten von 0,01 mm bis zu 0,25 mm
  • Metall-Matrix-Composites, z. B. karbidhaltige Schichten
  • Flächenraten von bis zu 1000 cm2/min

Additive Fertigung und Reparatur

  • Reverse Engineering
  • CAx-Prozessketten inklusive Bahnplanung, Prozessführungsstrategien und adaptive Nachbearbeitung
  • Herstellung von Volumina auf vorhandenen Halbzeugen und Bauteilen durch hybrid-additive Fertigung
  • Bearbeitung schwer schweißbarer Legierungen, z. B. Nickel-Basis und Titan-Basis Legierungen
  • Reparatur von Turbomaschinenkomponenten
  • Reparatur von Werkzeugen, Formen, Motor- und Getriebekomponenten

Systemtechnik

  • Kundenangepasste, modulare Pulverzufuhrdüsen mit sehr hohem Pulverwirkungsgrad
  • Pulverzufuhr-Zubehör, z. B. Pulverteiler, Zyklon, Schalter
  • Koaxiale Drahtzufuhr-Optik
  • Integration, Auswertung und Vernetzung von Sensorik für das Laserauftragschweißen für die Industrie 4.0
  • Prozessüberwachung und -kontrolle
  • Kombinierte Laserauftragschweiß- und Pulverbett-Anlagen für die additive Fertigung
  • Qualifizierung von Robotertechnik für das Laserauftragschweißen
  • Hochdynamische Anlagen für die additive Fertigung mit dem EHLA Verfahren
  • Validierung, Erprobung und Benchmarking von Systemtechnik
  • Beratung und Unterstützung bei Konstruktion und Aufbau von Anlagentechnik für das Laserauftragschweißen in Zusammenarbeit mit diversen Anlagenherstellern
Bearbeitungskopf mit koaxialer Drahtzufuhr.
© Fraunhofer ILT, Aachen.

Bearbeitungskopf mit koaxialer Drahtzufuhr.

Additive Fertigung mittels Robotertechnik.
© Fraunhofer ILT, Aachen.

Additive Fertigung mittels Robotertechnik.

Dreistrahl-Pulverdüse.
© Fraunhofer ILT, Aachen / Volker Lannert.

Dreistrahl-Pulverdüse.

Broschüren

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

 

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

 

Broschüre »Lasertechnik für Instandsetzung und Funktionalisierung«

 

Broschüre »Systemtechnik für das pulverbasierte Laserauftragschweißen«

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.

Publikationen

Lotfian, S., Rolink, G., Weisheit, A., Palm, M.:
Chemically graded Fe–Al/steel samples fabricated by laser metal deposition.
MRS Advances 2(26), 1393-1398 (2017)

Kürnsteiner, P., Wilms, M.B., Weisheit, A., Barriobero-Vila, P., Jägle, E., Raabe, D.:
Massive nanoprecipitation in an Fe-19Ni-xAl maraging steel triggered by the intrinsic heat treatment during laser metal deposition
Acta Materialia 129, 52-60 (2017)

Bambach, M., Sviridov, A., Weisheit, A., Schleifenbaum, J.H.:
Case Studies on Local Reinforcement of Sheet Metal Components by Laser
Additive Manufacturing. Metals 7, 113 (14 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)

Wilms, M.B., Biermann, T., Rolink, G., Weisheit, A., Poprawe, R.:
Growing of bulk sapphire single crystals using laser material deposition.
JLA 29 (2) 022013 (7 S.) (2017)

Boehr, S., Nolis, P., Brenner, A., Reininghaus, M., Lamß, M., Müller, B.:
Laserbasierte Fertigungstechniken und additive Fertigung.
Galvanotechnik 108, 1672-1677 (6 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)

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., 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)

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)

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)

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)

Hong, C., Gu, D., Dai, D., Cao, S., Alkhayat, M., Qingbo, J., Gasser, A., Weisheit, A., Kelbassa, I., Zhong, M., Poprawe, R.:
High-temperature oxidation performance and its mechanism of TiC/Inconel 625 composites prepared by laser metal deposition additive manufacturing
Journal of Laser Applications 27 (1), S17005 (11 S.) (2015)

Hong, C., Gu, D., Dai, D., Alkhayat, M., Urban, W., Yuan, P., Cao, S., Gasser, A., Weisheit, A., Kelbassa, I., Zhong, M., Poprawe, R.:
Laser additive manufacturing of ultrafine TiC particle reinforced Inconel 625 based composite parts : Tailored microstructures and enhanced performance
Materials Science and Engineering A 635, 118-128 (2015)

Zhong, C., Biermann, T., Gasser, A., Poprawe, R.:
Experimental study of effects of main process parameters on porosity, track geometry, deposition rate, and powder efficiency for high deposition rate laser metal deposition
Journal of Laser Applications 27 (4), 42003 (9 S.)(2015)

Zhong, C., Gasser, A., Schopphoven, T., Poprawe, R.:
Experimental study of porosity reduction in high deposition-rate laser material deposition
Optics Laser Techol. 75, 87-92 (2015)

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

Gu, D., Hong, C., Jia, Q., Dai, D., Gasser, A., Weisheit, A., Kelbassa, I., Zhong, M., Poprawe, R.:
Combined strengthening of multi-phase and graded interface in laser additive manufactured TiC/Inconel 718 composites
J. Phys. D 47, (4) 45309- (2014)

Jiang, D., Hong, C., Zhong, M., Alkhayat, M., Weisheit, A., Gasser, A., Zhang, H., Kelbassa, I., Poprawe, R. :
Fabrication of nano-TiCp reinforced Inconel 625 composite coatings by partial dissolution of micro-TiCp through laser cladding energy input control
Surf. Coat. Technol. 249, 125-131 (2014)

Maischner, D., Ocylok, S., Becker, D., Weisheit, A.:
Einsatzmöglichkeiten des Laserauftragschweißens und des Selektiven Laserschmelzen im Werkzeugbau für Bauteile aus Kupfer im Bereich der Spritzgießtechnik
Metall (11), 456-458 (2014)

Ocylok, S., Alexeev, E., Mann, S., Weisheit, A., Wissenbach, K., Kelbassa, I.:
Correlations of melt pool geometry and process parameters during laser metal deposition by coaxial process monitoring
Physics Procedia 56, 228-238 (2014)

Rolink, G., Vogt, S., Sencekova, L., Weisheit, A., Poprawe, R., Palm, M.:
Laser metal deposition and selective laser melting of Fe-28 at.% Al
J. Mater. Res. 29 (17), 2036-2043 (2014)

Rolink, G., Weisheit, A., Biermann, T., Bobzin, K., Öte, M., Linke, T.F., Schulz, C., Kelbassa, I.:
Investigations of laser clad, thermal sprayed and laser remelted AlSi20-coatings on magnesium alloy AZ31B under constant and cycling thermal load
Surf. Coat. Technol. Online first, (8 S.) (2014)

Zhong, M., Jiang, D., Zhang, H., Hong, C., Weisheit, A,., Kelbassa, I.:
Fabrication of nanoparticulate reinforced metal matrix composites by laser cladding
J. Laser Appl. 26, 022007 (10 S.) (2014)

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)

Hong, C., Gu, D., Dai, D., Gasser, A., Weisheit, A., Kelbassa, I., Zhong, M., Poprawe, R.:
Laser metal deposition of TiC/Inconel 718 composites with tailored interfacial microstructures
Opt. Laser Technol. 54, 98-109 (2013)

Weisheit, A., Dobrzanski, D., Valentin, M., Ocylok, S., Wissenbach, K., Kelbassa, I.:
Laser additive manufacturing - a new manufacturing technology for parts of composites with refractory metals?
18. Plansee-Seminar 2013. Int. Conf. on Refractory Metals and Hard Materials, RM 39, pp. 1-12 (2013)

Bobzin, K., Kopp, N., Warda, T., Schulz, C., Rolink, G., Weisheit, A.: 
Investigation of wear and corrosion protection of AlSi20 coatings produced by thermal spraying and laser cladding on AZ31B
Thermal Spray 2012: Proceedings of the International Thermal Spray Conference (ITSC), (ASM International), (6 S.) (2012)

Müller, S., Pries, H., Dilger, K., Ocylok, S., Weisheit, A., Kelbassa, I.:
Reparaturschweißen von Druckgießformen durch das Laserauftragschweißen
Giesserei 56( 5), (9 S.) (2012)

Ocylok, S.,  Kelbassa, I.:
Study on cracks in laser direct-cladded titanium layer on low carbon steel
Acta Metallurgica Sinica 48(2), pp.142–147 (2012)

Rolink, G., Weisheit, A., Wissenbach, K., Schulz, C., Bobzin, K., Kopp, N., Warda, T.:
Impact of different coating systems on corrosion and wear resistance generated by laser cladding
9th International Conference on Magnesium Alloys and their Applications, July 8-12, 2012, Vancouver, B.C., Canada, (6 S.) (2012)

Flemmer, J., Pirch, N., Wissenbach, K., Gasser, A.:
Auftragen nach Ist-Daten. 
Werkzeug & Formenbau Nr. 5, 42-45, (2011)

Witzel, J., Schrage, J., Gasser, A., Kelbassa, I.:
Additive manufacturing of a blade-integrated disk by laser metal deposition. 
ICALEO. 30. Int. Congr. on Applications of Lasers and Electro-Optics, October 23-27, 2011. Paper 502, (7 S.) (2011)

Witzel, J., Stannard, S., Gasser, A., Kelbassa, I.:
Characterization of micro/macrostructure of laser cladded Inconel 718 with increased deposition rates as related to the mechanical properties. 
ICALEO. 30. Int. Congr. on Applications of Lasers and Electro-Optics, October 23-27, 2011. Paper 1401, (7 S.) (2011)

Witzel, J., Schopphoven, T., Gasser, A., Kelbassa, I.:
Development of a model for prediction of material properties of laser cladded Inconel 718 as related to porosity in the bulk material. 
ICALEO. 30. Int. Congr. on Applications of Lasers and Electro-Optics, October 23-27, 2011. Paper 505, (8 S.) (2011)

Burbaum, B., Hong, C., Gasser, A., Kelbassa, I.:
Advantages of adaptive optics for laser metal deposition in comparison to conventional optics
Pacific International Conference on Applications of Lasers and Optics (PICALO), Shangri-La Hotel, Wuhan, China, March 23-25, 2010. Paper 1008, (5 S.) (2010)

Gasser, A., Backes, G., Kelbassa, I., Weisheit, A., Wissenbach, K.:
Laser additive manufacturing
Laser Technik 7(2), 58-63, (2010)

Witzel, J., Kelbassa, I., Gasser, A., Backes, G.:
Increasing the deposition rate of Inconel 718 for LMD
ICALEO 2010. 29th International Congress on Applications of Lasers & Electro Optics, Anaheim/Ca., September 26-30, 2010. PAPER 806, (7 S.) (2010)

Biermann, T., Backes, G., Gasser, A., Weisheit, A.:
Adapted powder feed nozzles for different laser cladding applications
The Laser User Nr. 57, 28-29, (2009)

Khanna, A.S., Kumari, S., Kanungo, S., Gasser, A.:
Hard coatings based on thermal spray and laser cladding
Int. J. Refract. Met. Hard Mat. 27, Nr 2, 485-490, (2009)

Burbaum, B., Albus, P., Kelbassa, I.:
Laser cladding of mesh structures on HPT liner and NGV parts
27th In. Congr. on Applications of Lasers & Electro-Optics, ICALEO, Temecula/Ca., (3 S.) (2008)

Kelbassa, I., Albus, P., Dietrich, J., Wilkes, J.:
Manufacture and repair of aero engine components using laser technology
Proc. 3rd Pacific Int. Conf. on Application of Lasers and Optics, pp. 208-212, (2008)

Albus, P., Burbaum, B., Kelbassa, I.:
Laser cladding of mesh structures on HPT liner and NGV parts
Proc. of 4th Int. WLT-Conf. on Lasers in Manufacturing 2007, Munich, June, (3 S.) (2007)

Kelbassa, I., Walther, K., Trippe, L., Meiners, W., Over, C.:
Potentials of manufacture and repair of nickel base turbine components used in aero engines and power plants by laser metal deposition and laser drilling
J. Aerospace Power 22, 739-748, (2007)

Kreutz, E. W., Willach, J., Kelbassa, I., Keutgen, S., Poprawe, R.:
Laser Technologies for Manufacturing and Repair of Rotating Machinery Power Plant Components
Proceedings of ISROMAC 11, (8 S.) (2006)

Kelbassa, I., Weisheit, A., Wissenbach, K., Hermes, V.:
Laser metal deposition of tial alloys
Proceedings of PICALO 2, (5 S.) (2006)

Kelbassa, I., Walther, K., Trippe, L., Meiners, W., Over, C.:
Potentials of manufacture and repair of nickel base turbine components used in aero engines and power plants by laser metal deposition and laser drilling
Proceedings of ISJPPE 2025, (9 S.) (2006)

Kelbassa, I., Over, C., Trippe, L., Kreutz, E. W., Wissenbach, K.:
Reconditioning of nickel base HPT blades and vanes used in aero engines and power plant gas turbines by combination of direct laser forming, laser metal deposition and laser drilling
Proceedings of PICALO, (7S.) (2006)