Laserstrahlhärten im Werkzeugbau

Härten von Großwerkzeugen mit Roboter

Roboterbasierte Laseranlage zum Härten und Auftragschweißen von Werkzeugen
© Fraunhofer IWS Dresden
Roboterbasierte Laseranlage zum Härten und Auftragschweißen von Werkzeugen

Das partielle Härten von Großwerkzeugen mit dem Laser ist eine bereits sehr verbreitete Anwendung. Die Systeme des Fraunhofer IWS ermöglichen hierbei eine optimale Prozessführung sowohl durch die Regelung des Prozesses als auch durch die lokal optimal angepassten Strahlfleckgrößen und Intensitätsverteilungen. So kommen diese Systeme zum Beispiel in roboterbasierten Härte- und Auftragschweißanlagen im Werkzeugbau der Audi AG in Ingolstadt sowie der Volkswagen AG in Wolfsburg zum Einsatz.

Die besondere Herausforderung dieser Entwicklung war der Anspruch und die Notwendigkeit, ein optimales Prozessergebnis ohne sonst übliche geometrische Prozessoptimierung zu realisieren. Damit für jede zu härtende Kontur ein Laserstrahlfleck mit geeigneter Breite und Intensitätsverteilung erzeugt werden kann, wird das dynamische Strahlformungssystem »LASSY« eingesetzt. Im Verlauf eines Härteprozesses können damit notwendige Veränderungen des Laserstrahls vorgenommen werden. Die Prozessregelung erfolgt mit dem System »LompocPro« und die Temperaturerfassung mit dem in das System »LASSY« integrierten Kamerasystem »E-MAqS«. Mit der zur Verfügung stehenden maximalen Laserleistung von 6 kW sind maximale Härtespurbreiten bis etwa 60 mm möglich. Für die Aufnahme der Systeme am Roboter kommen robuste schwenkbare Prozessmodule zum Einsatz, die einen schnellen Wechsel zwischen den Technologien Härten und Auftragschweißen ermöglichen.