Minibauteile aufs Metall geschweißt

Für schweißtechnische Beschichtungsaufgaben, die höchste Präzision erfordern, hat sich das Laser-Auftragschweißen längst in der Industrie etabliert. Als Folge der immer weitergehenden Anforderungen der Industrie wurde das Laser-Auftragschweißen am IWS Dresden nun auch in Richtung minimaler Strukturgrößen optimiert.

Unter Beibehaltung der vorteilhaften Verfahrenseigenschaften – wie endkonturnaher Materialauftrag und geringe Vermischung von Schicht- und Substratmaterial – können nahezu beliebige Bauteilgeometrien großflächig mit feinsten Strukturen versehen werden. Infolge dieser Weiterentwicklung konnten bereits Anwendungen in der Luftfahrt, der Werkzeugindustrie sowie der Medizintechnik realisiert werden. Alle Beispiele erforderten die freie dreidimensionale Strukturierung und damit verbundene Funktionalisierung von Freiformflächen durch präzisen metallischen Materialauftrag.

Daneben ist nun auch die Herstellung komplexer Mikrovolumen unter Nutzung kommerziell verfügbarer Anlagentechnik möglich. Trotz des Abskalierens des Verfahrens auf kleinste Strukturgeometrie kann der Volumenaufbau nahezu porenfrei sowie endkonturnah mit einem Übermaß von nur wenigen Mikrometern realisiert werden. Der geringe Energieeintrag ins Bauteil erlaubt zudem eine Minimierung der Schädigung des zu beschichtenden Bauteils unter Beibehaltung der typisch festen Substratanhaftung.

Bei zahlreichen Bauteilen ist die geforderte hohe Präzision zusätzlich mit einer erschwerten Zugänglichkeit verbunden. Daher wurden im IWS Dresden sehr schlank ausgeführte Pulverdüsensysteme realisiert. Auf einer Länge von etwa 100 mm betragen die Abmessungen des Düsenkopfes durchgehend nur 15 mm. In Kombination mit Lasern mit brillanter Strahlgeometrie werden so nur wenige Mikrometer große Schmelzbäder erzeugt und Schweißraupenbreiten bis rund 30 µm ermöglicht. Daraus ergeben sich neue Anwendungsfelder.

Weitere Informationen: www.iws.fraunhofer.de