Laserauftragschweißen zur Reparatur von Innenkonturen

Über 50 Jahre Erfahrung in der Entwicklung von Applikationsverfahren für technische oder dekorative Oberflächen qualifizieren Pallas als Spezialist für anspruchsvolle Aufgaben. Aus einer Hand bietet der Dienstleister das gesamte Verfahrensspektrum: Galvanik, thermische Beschichtung, Antihaft- und Kunststoffbeschichtung sowie Laserbearbeitung.

Die Summe aus Expertenwissen und Bearbeitungstechniken fließt in eine interdisziplinäre Bearbeitung der Aufgaben ein. Auf dieser Basis entstehen Innovationen zur Erzeugung maßgeschneiderter Oberflächen für mechanisch stark beanspruchte Werkzeuge oder Bauteile. Ziel ist eine schnelle und kostengünstige Reparatur, die eine zeitaufwändige und teuere Herstellung neuer Werkzeuge oder Ersatzteile überflüssig macht.

Schon lange sucht die Industrie nach Verfahren zur Reparatur und Beschichtung schwer zugänglicher Bauteile, beispielsweise im Motor-, Maschinen- und Werkzeugbau. Insbesondere die Wiederbeschichtung von Innenkonturen bereitet Schwierigkeiten.

Innenbeschichtung von Bohrungen ab 26 mm Durchmesser

Die Lösung ist eine Bearbeitungsoptik (iClad) für das Laserauftragschweißen. Sie wurde von Pallas in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer-Institut für Lasertechnik (ILT), Aachen, entwickelt. Aufgrund der kompakten Bauweise ermöglicht diese Spezialoptik erstmals, Bohrungen ab 26 mm Durchmesser bis zu einer Tiefe von 500 mm zu beschichten. Auch Sackbohrungen können damit bis in die Kante beschichtet, legiert oder gehärtet werden.

Zum Vergleich: Konventionelle Standardbearbeitungsköpfe benötigen einen Öffnungsdurchmesser der Innenkontur von mindestens 100 mm.

Am Fraunhofer ILT hat man die notwendigen Verfahrensparameter für den Beschichtungsprozess erarbeitet. Pallas definiert die Designvorgaben für Optik, Art der Laserquelle, Strahlengang und Geometrie. Auch die Fertigung des Bearbeitungskopfs, die Applikationstests, die Implementierung und der After-Sales-Service werden vom Fachbetrieb für Oberflächentechnik übernommen. Ziel dieser Aufgabenteilung ist es, am Markt eine Komplettlösung anzubieten – inklusive der Innenbeschichtung als Dienstleistung.

Verschiedene Bearbeitungsköpfe für unterschiedliche Lochgrößen

Der Bearbeitungskopf ist für Innenkonturen ausgelegt, deren Durchmesser gerade einmal so groß wie eine 2-Euro-Münze sein können. Pallas fertigt die dazu erforderliche Bearbeitungsoptik für unterschiedliche Laserquellen. So ist eine Ankopplung nicht nur an die am weitesten verbreiteten Laser wie Dioden- oder Nd:YAG-Laser möglich, sondern auch an Faser- oder Scheibenlaser. Die Laserleistung kann bis zu 3 kW betragen.

Der Bearbeitungskopf wird entweder als feststehendes oder als rotierendes Element hergestellt. Während des Beschichtens von Innenkonturen liegt der Abstand zwischen Kopf und Bauteil bei 5 bis 8 mm. Trotz der kompakten Bauweise ist als Option die Anbindung einer Kamera zur Justierung oder Prozessbeobachtung möglich.

Stephan Kalawrytinos ist Geschäftsführer der Pallas GmbH & Co. KG in 52146 Würselen.