Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Kluge Laserbearbeitungsköpfe im Digitalzeitalter

13.04.2017

Die durchgängige Digitalisierung von Prozessen der Lasermaterialbearbeitung schafft in der industriellen Anwendung einen hohen Kundennutzen. Auf der Grundlage eines umfassenden systemtechnischen Know-hows entwickelt das IWS neue cyber-physische Lasermaterialbearbeitungssysteme mit anwendungsspezifischen Hardware- und Software-Lösungen. Sie unterstützen den Maschinenbediener bei der Durchführung komplexer Bearbeitungsaufgaben, dienen der Erhöhung der Produktqualität und verbessern die Reproduzierbarkeit von Arbeitsergebnissen bei immer gleichen oder auch bei häufig wechselnden Produktionsabläufen.

Entwicklungen zum Härten, Schneiden und Fügen sowie für die additive Fertigung und das Auftragschweißen werden auf der Hannover Messe Industrie und der Lasermesse in München präsentiert.


Laser-Bearbeitungskopf des Fraunhofer IWS Dresden für das Zeitalter von Industrie 4.0

© Frank Höhler


Laser-Auftragschweißen mit einem COAX-Laser-Bearbeitungskopf

© Fraunhofer IWS Dresden

Die modularen IWS-Bearbeitungsköpfe der COAXn-Familie sind heute aus der Praxis des Auftragschweißens mit Laserstrahlen nicht mehr wegzudenken. Mehrere hundert individualisierte Systeme haben im Verlaufe der letzten 20 Jahre Kunden aus den Bereichen des Automobilbaus, der Luftfahrtindustrie, des Maschinen-, Formen- und Werkzeugbaus, der Ölförderindustrie und des Bergbaus sowie der Lasertechnik gefunden.

Branchenübergreifend werden die Köpfe zum Beschichten, Funktionalisieren, Reparieren und Generieren eingesetzt, und zwar von µm-kleinen Strukturen bis hin zu m² -großen Flächen. Der durchgehende 24-Stunden-Betrieb ist häufig normaler Alltag.

Aus der Vielzahl unterschiedlichster Anwendungen sind dem IWS die aus Prozess, Werkstoff und Fertigungssystem kommenden Einflussgrößen, welche die Stabilität des Schweißvorgangs und die finalen Bauteileigenschaften bestimmen, bestens bekannt.

Auf dieser Basis wurde deshalb die nächste Pulverdüsen-Generation für das Zeitalter von Industrie 4.0 entwickelt. Ein innovatives Konzept aus integrierten Sensoren und deren strukturierte Vernetzung erlaubt es in komfortabler Weise, relevante Daten on-line zu erfassen, in den Kontext mit dem Prozess zu stellen und mithin die Bearbeitungsköpfe Schritt für Schritt intelligent zu machen.

Basis des „intelligenten“ Bearbeitungskopfes ist eine neue Koaxial-Ringspalt-Pulverdüse. Die Düse zeichnet sich durch ein strömungstechnisch optimiertes Design aus und garantiert einen Pulverfokus von minimal 600 µm. Sie ist für eine Laserleistung von bis zu 6 kW konzipiert und für Spurbreiten zwischen 0,6 und 6 mm ausgelegt. Die weiterhin wechselbare Düsenspitze sowie die integrierten Medienanschlüsse gewährleisten die gewohnte Bediener- und Wartungsfreundlichkeit. Und natürlich ist der Kopf voll richtungsunabhängig und 3D-tauglich.

An aktiven Positionen des Bearbeitungskopfes sind Sensoren für Temperaturen, Drücke, Durchflussmengen und Beschleunigungen integriert und softwareseitig miteinander verknüpft. Beim Betrieb der Düse gibt dieses Sensornetzwerk Auskunft über kritische Temperaturen an relevanten Stellen, Mediendurchflüsse, Pulververteilung, mögliche Schäden an optischen Elementen und stoppt den Prozess im Falle signifikanter Störungen wie zum Beispiel Kollisionen.

Über ein Bussystem gelangen die Daten zu einem Mikrocontroller, der die Verarbeitung der generierten Messdaten und deren Weiterleitung zur Verwendung für die Prozesssteuerung und Überwachung übernimmt. Eine neue Software für das Datenmanagement ermöglicht schließlich Funktionalitäten wie die Online-Vernetzung, Prozessdaten-Visualisierung, Zugriff auf Parameter-Datenbanken sowie Steuerfunktionen für Maschine und Laser.

Der Prototyp der neuen Düsengeneration wird auf der Hannover Messe Industrie (Halle 6, Stand A30) und auf dem Fraunhofer Gemeinschaftsstand der LASER World of PHOTONICS (Halle A2, Stand A2.431) in München präsentiert.

Ihre Ansprechpartner für weitere Informationen:

Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS Dresden
01277 Dresden, Winterbergstr. 28

Prof. Dr. Steffen Nowotny
Abteilungsleiter Thermisches Beschichten
Telefon: +49 351 83391-3241
Fax: +49 351 83391-3300
E-Mail: steffen.nowotny@iws.fraunhofer.de

Presse und Öffentlichkeitsarbeit
Dr. Ralf Jäckel
Telefon: +49 351 83391-3444
Fax: +49 351 83391-3300
E-Mail: ralf.jaeckel@iws.fraunhofer.de

Weitere Informationen:

http://www.iws.fraunhofer.de und
http://www.iws.fraunhofer.de/de/presseundmedien/presseinformationen.html

Dr. Ralf Jaeckel | Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Verfahrenstechnologie:

nachricht Wackelpudding mit Gedächtnis – Verlaufsvorhersage für handelsübliche Lacke
15.12.2017 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

nachricht Smarte Rollstühle, vorausschauende Prothesen
15.12.2017 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Optisches Nanoskop ermöglicht Abbildung von Quantenpunkten

Physiker haben eine lichtmikroskopische Technik entwickelt, mit der sich Atome auf der Nanoskala abbilden lassen. Das neue Verfahren ermöglicht insbesondere, Quantenpunkte in einem Halbleiter-Chip bildlich darzustellen. Dies berichten die Wissenschaftler des Departements Physik und des Swiss Nanoscience Institute der Universität Basel zusammen mit Kollegen der Universität Bochum in «Nature Photonics».

Mikroskope machen Strukturen sichtbar, die dem menschlichen Auge sonst verborgen blieben. Einzelne Moleküle und Atome, die nur Bruchteile eines Nanometers...

Im Focus: Optical Nanoscope Allows Imaging of Quantum Dots

Physicists have developed a technique based on optical microscopy that can be used to create images of atoms on the nanoscale. In particular, the new method allows the imaging of quantum dots in a semiconductor chip. Together with colleagues from the University of Bochum, scientists from the University of Basel’s Department of Physics and the Swiss Nanoscience Institute reported the findings in the journal Nature Photonics.

Microscopes allow us to see structures that are otherwise invisible to the human eye. However, conventional optical microscopes cannot be used to image...

Im Focus: Vollmond-Dreierlei am 31. Januar 2018

Am 31. Januar 2018 fallen zum ersten Mal seit dem 30. Dezember 1982 "Supermond" (ein Vollmond in Erdnähe), "Blutmond" (eine totale Mondfinsternis) und "Blue Moon" (ein zweiter Vollmond im Kalendermonat) zusammen - Beobachter im deutschen Sprachraum verpassen allerdings die sichtbaren Phasen der Mondfinsternis.

Nach den letzten drei Vollmonden am 4. November 2017, 3. Dezember 2017 und 2. Januar 2018 ist auch der bevorstehende Vollmond am 31. Januar 2018 ein...

Im Focus: Maschinelles Lernen im Quantenlabor

Auf dem Weg zum intelligenten Labor präsentieren Physiker der Universitäten Innsbruck und Wien ein lernfähiges Programm, das eigenständig Quantenexperimente entwirft. In ersten Versuchen hat das System selbständig experimentelle Techniken (wieder)entdeckt, die heute in modernen quantenoptischen Labors Standard sind. Dies zeigt, dass Maschinen in Zukunft auch eine kreativ unterstützende Rolle in der Forschung einnehmen könnten.

In unseren Taschen stecken Smartphones, auf den Straßen fahren intelligente Autos, Experimente im Forschungslabor aber werden immer noch ausschließlich von...

Im Focus: Artificial agent designs quantum experiments

On the way to an intelligent laboratory, physicists from Innsbruck and Vienna present an artificial agent that autonomously designs quantum experiments. In initial experiments, the system has independently (re)discovered experimental techniques that are nowadays standard in modern quantum optical laboratories. This shows how machines could play a more creative role in research in the future.

We carry smartphones in our pockets, the streets are dotted with semi-autonomous cars, but in the research laboratory experiments are still being designed by...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

Veranstaltungen

15. BF21-Jahrestagung „Mobilität & Kfz-Versicherung im Fokus“

23.01.2018 | Veranstaltungen

Gemeinsam innovativ werden

23.01.2018 | Veranstaltungen

Leichtbau zu Ende gedacht – Herausforderung Recycling

23.01.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Lebensrettende Mikrobläschen

23.01.2018 | Biowissenschaften Chemie

3D-Druck von Metallen: Neue Legierung ermöglicht Druck von sicheren Stahl-Produkten

23.01.2018 | Maschinenbau

CHP1-Mutation verursacht zerebelläre Ataxie

23.01.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics