Laserauftragschweißen

Das Laserauftragschweißen findet in Reparaturprozessen, für die additive Fertigung sowie für den Verschleiß- und Korrosionsschutz schon vielfältige wirtschaftlich nutzabare Anwendungen. Am Laserinstitut Hochschule Mittweida erfolgt dabei die Spezialisierung im Bereich des Aufbringens hochwertiger Gleit- und Verschleißschutzschichten auf beliebig geformten funktionellen Bauteilen. Anwendungsfelder finden sich in der Automobilindustrie zur Steigerung der Haltbarkeit von Getriebekomponenten oder auch in der Mäh- und Zerkleinerungstechnik zur Verstärkung von Industrieschneidmessern sowie der Optimierung von Bremsscheiben. Spezielle Anlagentechnik ermöglicht es weiterhin, anwendungsbezogene Schichtsysteme zu generieren, um z. B. den Verschleißvorgang durch Gradientenschichtsysteme gezielt zu steuern.

 

Anlagentechnik:

  • 2,5 kW cw-Hochleistungsdiodenlaser @ λ = 808/940 nm
  • 3-Achs-Portalanlage
  • 2-Behälter-Pulverförderer
  • Lateraldüse mit Schutzgasummantelung
  • Substratheizung bis 550 °C

 

Allgemeines:

  • verwendete Pulvermaterialien: Metalle (u. a. Molybdän, Ni-Cr-Legierungen, Al-Legierungen, Stähle, Titan, Kupfer) und Keramiken (u. a. 88WC-12Co, SiC)
  • Generierung von Gleitschichten mit Reibwert µ = 0,05 durch Cu-Al- und Fe-Al-Phasen beim Einsatz von Cu-Al/316L-Pulvergemischen
  • Funktionalisierung von Aluminiumoberflächen durch Aluminidbildung (Reibwerterhöhung auf µ = 0,9, Steigerung der Härte von HV = 59 auf HV = 917)
  • Steigerung der Härte von Ni-Basislegierungen durch Einlagerung von 88WC-12Co-Hartstoffpartikeln auf HV0,5 = 1.000 (Hartstoffpartikel HV0,5 = 1.500)

 

Für die Mikro-Bearbeitung wurde der Laserauftragschweißprozess am LHM zum Micro Cladding weiterentwickelt.

 

Hochrate Micro / Macro Cladding

Laufzeit: 2012 - 2015
Förderung: BMBF (IP Transfer, marktorientiertes Verbundforschungsprojekt)
Projektpartner:
  • LASERVORM GmbH Altmittweida
  • Kühn Email GmbH Grünhain-Beierfeld
  • ProCon GmbH Chemnitz
Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. H. Exner

 

Untersuchung zu lasergenerierten Gleit- und Verschleißschutzschichten mit definiert einstellbaren Schichteigenschaften

Laufzeit: 2009 - 2010
Förderung: SMWK
Projektpartner:
  • Koki Transmission Systems GmbH Niederwürschnitz
  • LASERVORM GmbH Altmittweida
  • MWS Schneidwerkzeuge GmbH Schmalkalden
Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. H. Exner

 

Untersuchungen zum 3D-Auftragschweißen mit Zusatzmaterial (FasMazHS), Teilprojekt des Wachstumskern "FASKAN - Faserlaserbasierte, skalierbare 3D-Anlagentechnik aus der Laserregion Sachsens"

Laufzeit: 2008 - 2011
Förderung: BMBF (Wachstumskern)
Projektpartner:
  • LASERVORM GmbH Mittweida
Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. H. Exner

 

Analyse von Systemen für Laseroberflächenverfahren

Laufzeit: 2004 - 2006
Förderung: BMBF (Innoregio Innovationsregion Mittelsachsen „Innosachs“)
Projektpartner:
  • Dr. Teschauer Laser AG Chemnitz
  • LASERVORM GmbH Altmittweida
  • Fotec GmbH Chemnitz
Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. H. Exner

 

Hochgeschwindigkeitslaserbeschichten

Laufzeit: 2004 - 2005
Förderung: SMWA (Verbundprojektförderung, SAB / EU)
Projektpartner:
  • LASERVORM GmbH Mittweida
  • Koki GmbH Niederwürschnitz
Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. H. Exner

 

Laserbeschichtung von Automobilbaukomponenten

Laufzeit: 2001 - 2002
Förderung: SMWA (Verbundprojektförderung, SAB / EU)
Projektpartner:
  • LASERVORM GmbH Mittweida
  • Koki GmbH Niederwürschnitz
Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. H. Exner
S. Gronau, T. Scherzberg, R. Ebert, G. Leonhardt, H. Exner:
Auftrag von hochfesten Aluminidschichten auf Aluminium-Werkstoffe durch Laserauftragschweißen,
In: Scientific Reports, Journal of the University of Applied Sciences Mittweida 4/2015, S. 213-216

M. Erler, J. Drechsel, R. Ebert, H. Exner:
Gleit- und Verschleißschutzschichten mit einstellbaren Schichteigenschaften,
In: Lasermagazin 3/2011, S. 36-37

M. Erler, S. Klötzer, M. Heinrich, L. Hartwig, R. Ebert, B. Steiger, H. Exner:
Untersuchungen zum Mikropulverauftragschweißen mittels gepulster Faserlaserstrahlung,
In: Tagungsband der 8. WTK TU Chemnitz, Oberflächen- und Wärmebehandlungstechnik 35/2009, S. 222-228

J. Drechsel, J. Bachale, H. Exner:
Neue Möglichkeiten der Oberflächenbearbeitung mittels Laserstrahlung,
In: Tagungsband des 9. Werkstofftechnischen Kolloquiums, Chemnitz, Schriftenreihe: Werkstoffe und werkstofftechnische Anwendungen 24 (2006), S. 377 ff.

J. Drechsel, J. Bachale, L. Arnhold, H. Exner:
Auftragsschweißen von Bandmaterial mit Laserstrahlung,
In: Lasermagazin 3/2006, S. 19

T. Kimme, L. Hirthe, R. Ebert, H. Exner:
Hochratebeschichtung durch Laserauftragschweißen,
In: Lasermagazin 1/2003, S. 17

A.-M. Reinecke, H. Exner, M. Nieher:
Laser Beam Sintering of Thin Alumina Coatings on Steel,
In: Proceedings of 6th International Conference on Joining Ceramics, Glass and Metal (2002)

H. Exner, A.-M. Reinecke, M. Nieher:
Laser Beam Sintering of Thin Alumina Coatings on Steel,
In: Proceedings of 8th International Conference on Ceramic Processing Science (2002)

A.-M. Nagel, M. Nieher, H. Exner:
Qualitativ hochwertige Keramikschichten auf Metall,
In: Lasermagazin 2/2001, S. 18-19

A. Krell, H.-W. Ma, A.-M. Nagel, M. Nieher, H. Exner:
Lasersintern von Korundbeschichtungen auf Stahl,
In: Scientific Reports, Journal of the University of Applied Sciences Mittweida 14/2000, S. 3-10

Anfragen
Forschungsgruppenleiter
Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. Horst Exner
Tel.: +49 (0) 3727 / 58-1413
Fax: +49 (0) 3727 / 58-1867
eMail: exner(at)hs-mittweida.de

Prof. Dr.-Ing. André Streek
Tel.: +49 (0) 3727 / 58-1837
Fax: +49 (0) 3727 / 58-21837
eMail: streek(at)hs-mittweida.de