Wärmebehandlung und Thermisches Beschichten

Dynamische Strahlformungseinheit »LASSY« während eines Laserstrahlhärteprozesses, montiert an einem Roboter.
© Fraunhofer IWS
Laserhärten einer Dampfturbinenschaufel.

Für Bauteilgeometrien, Verschleißfälle und Werkstoffe, bei denen konventionelle Härte- und Beschichtungstechnologien versagen, bieten Laserrandschichttechnologien vielfach neue Lösungsansätze zur Erzeugung verschleißfester Oberflächen. Hauptarbeitsgebiete der Abteilung sind das Laserhärten von Stahlwerkstoffen, das Laserauftragschweißen mit Pulver und Draht sowie das Fügen bzw. Beschichten komplizierter Materialpaarungen mittels Laserwalzplattieren. Ergänzt wird das Verfahrensspektrum durch das Laser Shock Peening, welches Druckeigenspannungsfelder in die Oberflächen einbringt und damit eine hohe Lebensdauer garantiert.

Kernkompetenzen des Fraunhofer IWS sind die Verfahrensentwicklung, die Erarbeitung kundenspezifischer Bearbeitungskonzepte sowie die Neu-und Weiterentwicklung der Systemtechnik, von einzelnen Geräten bis hin zu komplexen Maschinen und Anlagen. Aktuelle Entwicklungsarbeiten fokussieren auf die Realisierung höchster Flächenraten durch Anwendung von Laserleistungen im Multi-10-kW-Bereich, Effizienzsteigerung und Qualitätsverbesserung. Neuartige Strahlformungssysteme sowie eine präzise Temperaturfeldregelung dienen dabei als Basis für reproduzierbare industrielle Prozesse.

Unser Leistungsangebot umfasst:

  • Entwicklung und Industrieüberführung von laserbasierten Verfahren mit Hochleistungslaser und/oder Induktion, wie z. B. Härten, Wärmebehandeln, Walzplattieren oder Auftragschweißen
  • Entwicklung systemtechnischer Komponenten für die Prozessüberwachung und Regelung: Temperaturmessgeräte, Wärmefeldregelung, Sonderoptiken mit/ohne dynamische Strahlformung
  • Integration der Laserprozesse in die industrielle Fertigung und Inbetriebnahme
  • Bearbeitung von Entwicklungs- und Prototypmustern

Forschungsschwerpunkte

 

Laser-Randschichtverfahren

  • Laserhärten und Weichglühen
  • Laser Shock Peening
  • Laserformen und Umschmelzen
 

Thermisches Beschichten und Plattieren

 

Systemtechnik

  • Temperaturerfassung, Prozess-und Wärmefeldregelung
  • Dynamische Strahlformung
  • COAX-Bearbeitungsköpfe für das Laserauftragschweißen

Veranstaltungshinweis

 

Dresden / 13.–14. März 2024

Laser Process Monitoring – Offline, Inline, Online

Lunch-to-Lunch-Workshop

Highlights

 

Industrieüberführung

Laserhärten von Turbinenschaufeln

Video

Vollautomatische Wärmefeldregelung

Laserbearbeitung komplexer Bauteilgeometrien

Projekte

LaserPlatt

Laserbasierte Fertigungsmethode von Bimetall-Halbzeugen für massive Gleitlager zum Einsatz in Großkomponenten, Laufzeit: 07/2020–06/2022 (BMBF)

CHIMERA

Funktionalisierung von laserstrukturierten Faser-Kunststoff-Verbunden durch Thermisches Spritzen, Laufzeit: 05/2021–10/2023 (BMBF, FKZ: 03XP0368)

HP2BPP

Hochratenfähiges Fügen von Bipolarplatten aus zwei Halbplatten, Laufzeit: 05/2022–11/2025 (BMDV, H2GO – Nationaler Aktionsplan Brennstoffzellen-Produktion, FKZ: 03B11027A)

HYPRAEL

Advanced alkaline electrolysis technology for pressurised H2 production with potential for near-zero energy loss, Laufzeit: 03/2023–02/2026 (EU-Horizon)

TBC4H2

Thermal Barrier Coatings for greener heat-to-power applications, Laufzeit: 36 Monate (M-ERA.NET 3)

News und Medien

 

Presseinformation / 3.4.2023

Laser fügen leichte Sandwichstrukturen

Herstellung metallischer Leichtbauplatten im Rolle-zu-Rolle-Verfahren 

 

Aktuelles / 11.8.2022

Simulation für die 2D-Laserhärtung