Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Einfache Systeme für diffizile Prozesse - Fraunhofer IWS Dresden auf der EuroMold in Frankfurt / M.

29.11.2010
Laserverfahren wie das Fügen, Härten und Auftragschweißen haben sich in der industriellen Praxis fest etabliert. Um diffizile Prozesse einfach zu überwachen und den Erfordernissen der jeweiligen Applikation anzupassen, bietet das Fraunhofer IWS Dresden eigens entwickelte Prozess- und Systemtechnik und trägt damit zur Qualitätssicherung und -dokumentation des gesamten Produktionsprozesses bei.

Das Härten zur Erhöhung des Verschleißwiderstandes oder der Festigkeit ist ein Standardverfahren für Maschinen- oder Fahrzeugbauteile aus Stahl oder Gusseisen. Umschmelz- und Legierverfahren finden für andere metallische Werkstoffe ihren Einsatz, um die Standzeiten belasteter Bauteilbereiche zu verbessern.

Stets steht die Reproduzierbarkeit und Zuverlässigkeit der Produktionsprozesse im Vordergrund, insbesondere bei der Neuinstallation von Anlagentechnik. Um das Härten, Randschichtlegieren und Umschmelzen erfolgreich, zuverlässig und nachvollziehbar ausführen zu können, sind zusätzlich zum Laser systemtechnische Regelkomponenten notwendig.

Das Fraunhofer IWS präsentiert genau solche, bis zur Produktreife entwickelte Regelsysteme. Eine ganze Reihe von Systemkomponenten, die kundenspezifisch für die jeweilige Aufgabe ausgewählt und angepasst werden können, entstanden in den letzten Jahren. Angetrieben durch Kundenanforderungen und vielseitig einsetzbar wird deren Entwicklung stets weitergeführt.

Ein entsprechend der Nutzung variabel angepasster Software-Regler »LompocPro« bildet die Basis der Regelsysteme. Je nach Anwendungsfall können Temperaturerfassungssysteme verschiedener Art angeschlossen werden. Die Sonderentwicklung »E-MAqS« ist ein kamerabasiertes Temperaturerfassungssystem, welches für anspruchsvolle Temperaturmessaufgaben in Frage kommt und als vergleichsweise preiswerte Alternative zu herkömmlichen Thermografiesystemen entwickelt wurde. Der Messbereich beginnt bei etwa 600 °C, die maximale Messfrequenz beträgt derzeit 220 Hz. Mit einem eigens dafür entwickelten Kalibrierstrahler können sehr schnell Anpassungen der Kennlinien an verschiedene Laseroptiken vorgenommen werden. Für Hochgeschwindigkeitsprozesse enthält der Systembaukasten das schnelle Pyrometer »E-FAqS«. Dieses Gerät ist in der Lage, mit Abtastzeiten von weniger als 100 µs Temperaturen ab etwa 160 °C zu erfassen. Während »E-MAqS« bisher vorwiegend beim Laserstrahlhärten eingesetzt wird, kommt das wesentlich schnellere »E-FAqS« inzwischen mehrfach in industriellen Anlagen zum Weichlöten zum Einsatz.

Um unter anderem beim Härten flexibel auf verschiedenste Bauteilgeometrien reagieren zu können, haben die Forscher des Fraunhofer IWS Dresden das dynamische Strahlformungssystem »LASSY« entwickelt. Es handelt sich dabei um eine Schwingspiegeloptik, die es erlaubt, den Laserstrahl quer zur Behandlungsrichtung aufzuweiten. Die Energieverteilung im Laserstrahlfleck wird dabei gleichzeitig an nicht konstante Wärmeableitungsbedingungen angepasst. Damit gelingt es zum Beispiel, eine gleichmäßige Härtetiefe trotz lokal unterschiedlicher Bauteildicke zu erzeugen. Damit bieten sich Einsatzmöglichkeiten von der Einzelfertigung bis zur Großserienproduktion.

Ergänzt wird der Baukasten von Systemen für die Laserrandschichtveredelung durch ein Monitoring-System zur Strahlanalyse für große Laserstrahlflecken. »LasMon« dient der Analyse und damit Qualitätskontrolle von Laserquellen und Laseroptiken, als Justagehilfe z. B. für Strahlformungen und Roboter TCP sowie als Grundlage für die Simulation der Wärmeleitung bzw. des Laserhärteprozesses.

Mit den vom Fraunhofer IWS entwickelten Komponenten zum Laserauftragschweißen werden den Anwendern Werkzeuge in die Hand gegeben, die höchste Präzision und Modularität in der Anwendung bieten.

Lasertechnische Beschichtungsverfahren besitzen eine Schlüsselposition in modernen Fertigungs- und Instandsetzungsprozessen der Luftfahrtindustrie, der Energieerzeugung sowie des Formen- und Werkzeugbaus. Für die Oberflächenfunktionalisierung, Reparatur und Designänderung von langlebigen und komplexen Baugruppen und Werkzeugen sind leistungsfähige Strahlwerkzeuge gefragt, die unterschiedliche Werkstoffe schmelzmetallurgisch als Schicht auftragen oder zu Strukturen formen können. Die konstruktiv vorgegebene Gestalt der betreffenden Bauteile erfordert dabei oftmals einen schweißtechnischen Werkstoffauftrag an sehr engen und tiefliegenden Stellen sowie an schwer zugänglichen Innenflächen. Die besonderen Herausforderungen an die benötigten Laseroptiken und Bearbeitungsköpfe ergeben sich zum einen aus der Forderung, reproduzierbare Auftragschweißungen auch in schlecht erreichbaren Zwangslagen zu realisieren. Gleichzeitig ist typischerweise auch eine Richtungsunabhängigkeit der Zufuhr des Schweißgutes gefordert.

Das Fraunhofer IWS Dresden präsentiert die zur kontinuierlichen Pulver- oder Drahtzufuhr entwickelten COAX-Bearbeitungsköpfe. Neu in der IWS-COAXn-Familie ist die COAX 203ICU, ein Innenbeschichtungskopf mit dem große Eintauchlängen von mehr als einem Meter erreicht werden, und die COAXpowerline mit Induktionsmodul für anspruchsvolle Beschichtungsaufgaben mit hoher Effizienz. Mit diesen im Fraunhofer IWS entwickelten Komponenten werden den Anwendern ausgereifte Werkzeuge für die Praxis des Auftragschweißens in die Hand gegeben. Mehr als 80 solcher Systeme des Fraunhofer IWS haben in den letzten 10 Jahren weltweit den Weg in die industrielle Produktion oder auch in die Forschung gefunden.

Durch die Integration des Laserhärtens oder -auftragschweißens in die Prozesskette können Produktionskosten gesenkt und Fertigungsabläufe zeitlich gestrafft werden. Die Art und Weise der Lasertechnologieintegration kann sehr unterschiedlich erfolgen und hängt von den Prozesserfordernissen und den produktionstechnischen Rahmenbedingungen ab. Das Fraunhofer IWS unterstützt die Industrie bei der Konzeption, Auslegung und Inbetriebnahme der erforderlichen Anlagentechnik sowie bei der Technologieentwicklung und Mitarbeiterschulung.

Besuchen Sie uns auf der EuroMold vom 01. – 04. Dezember 2010 in der
Halle 11, Stand D70/D66.
Ihre Ansprechpartner für weitere Informationen:
Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS Dresden
01277 Dresden, Winterbergstr. 28
Dr. Steffen Bonß (Systemtechnik Laserhärten)
Telefon: (0351) 83391 3201
Telefax: (0351) 83391 3300
E-Mail: steffen.bonss@iws.fraunhofer.de
Dr. Steffen Nowotny (Systemtechnik Auftragschweißen)
Telefon: (0351) 83391 3241
Telefax: (0351) 83391 3300
E-Mail: steffen.nowotny@iws.fraunhofer.de
Dr. Ralf Jäckel (Öffentlichkeitsarbeit)
Telefon: (0351) 83391 3444
Telefax: (0351) 83391 3300
E-Mail: ralf.jaeckel@iws.fraunhofer.de

Dr. Ralf Jaeckel | idw
Weitere Informationen:
http://www.iws.fraunhofer.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Messenachrichten:

nachricht Laser World of Photonics 2017: Abhörsicher kommunizieren mit verschränkten Photonen
22.06.2017 | Fraunhofer-Gesellschaft

nachricht EMO 2017: Smarte Lösungen für Produktionsoptimierung und Sägetechnologie
20.06.2017 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Im Focus: Die Schweiz in Pole-Position in der neuen ESA-Mission

Die Europäische Weltraumagentur ESA gab heute grünes Licht für die industrielle Produktion von PLATO, der grössten europäischen wissenschaftlichen Mission zu Exoplaneten. Partner dieser Mission sind die Universitäten Bern und Genf.

Die Europäische Weltraumagentur ESA lanciert heute PLATO (PLAnetary Transits and Oscillation of stars), die grösste europäische wissenschaftliche Mission zur...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Von Batterieforschung bis Optoelektronik

23.06.2017 | Veranstaltungen

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

„Fit für die Industrie 4.0“ – Tagung von Hochschule Darmstadt und Schader-Stiftung am 27. Juni

22.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Radioaktive Elemente in Cassiopeia A liefern Hinweise auf Neutrinos als Ursache der Supernova-Explosion

23.06.2017 | Physik Astronomie

Dünenökosysteme modellieren

23.06.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Makro-Mikrowelle macht Leichtbau für Luft- und Raumfahrt effizienter

23.06.2017 | Materialwissenschaften