Systemtechnik

Spezial-Laser-Schweißköpfe – remoweld®-Familie

Schwerpunkt: Laser-Mehrlagenengstspalt-Schweißen (Laser-MES)

remoweld®-Speziallaserschweißkopf für das Laser-MES (Mehrlagenengstspalt-Schweißen).
© Fraunhofer IWS
remoweld®-Speziallaserschweißkopf für das Laser-MES (Mehrlagenengstspalt-Schweißen).

Technische Daten

  • Hochdynamische 2D-Strahloszillation mit Frequenz von max. 4 kHz
  • Laserleistung: max. 8 kW
  • Integrierte Komponenten:
    • Steuerungseinheit zur Prozesssteuerung und Regelung
    • Kombinierte Zuführung von Schweißzusatzwerkstoff und Schutzgas
    • Sensorik zur Schweißnahtdetektion
    • High-Speed-Kamera und Sensorik zur Prozessbeobachtung und Qualitätssicherung


Anwendungsbeispiele

  • Dickblechbereich: 10 bis 250 mm, z. B. Turbinenbau (Läuferwellen), Gehäusesegmente
  • Konstruktiver Stahlbau, Pressen, Kran- und Tankanlagen, Schiffbau

Schwerpunkt: Hochdynamische Strahloszillation

remoweld®-Speziallaserschweißkopf FLEX für hochfrequente Strahloszillation.
© Fraunhofer IWS
remoweld®-Speziallaserschweißkopf FLEX für hochfrequente Strahloszillation.

Technische Daten

  • Hochdynamische 2D- bzw. 3D-Strahloszillation mit Frequenzen im Kilohertzbereich
  • Abbildung Lissajous-Figuren, hochdynamischer Bereich: 1,5 x 1,5 mm2
  • Laserleistung: max. 5 kW
  • Option zur Implementierung von:
    • Sensorik zur Schweißnahtdetektion
    • Sensorik zur Prozessüberwachung, z. B. Akustik, Bilderkennung, Triangulation


Anwendungen

  • Dünnblechbereich: 0,5 bis 5 mm, z. B. Aluminium-Kipfer-Mischverbindungen, Aluminium-Druckguss
  • Folienschweißung, z. B. Batterien, elektrische Kontaktierungen
  • Aggregate, Kühlung, Klimaanlagen, Wärmetauscher, Pillow-Plates, Turboladerwellen

Schwerpunkt: Akustische Prozessüberwachung

Akustische Schweißnahtsignatur mit charakteristischen Prozessfrequenzen zur echtzeitfähigen Prozessanalyse.
© Fraunhofer IWS
Akustische Schweißnahtsignatur mit charakteristischen Prozessfrequenzen zur echtzeitfähigen Prozessanalyse.

Technische Daten

  • Membranfreies optisches Mikrofon
  • Niedriges Eigenrauschen
  • Frequenzbereich: 10 Hz bis 1 MHz (Akustik und Ultraschall)
  • Dynamikumfang: 50-150 dB (A) SPL


Anwendungen

  • Beite Anwendungspalette vom Automobilbau bis zum Schweißverbindungen von Haushaltsgeräten, Luft- und Raumfahrttechnik sowie einer Vielzahl von Messaufgaben zur Sicherstellung der Bauteilqualität
    • Echtzeit-Prozessüberwachung von hochdynamischen Schweißprozessen
    • Korrelation zwischen Schweißnahtqualität und Luftschall möglich
    • Mit KI-Auswertungsmethoden verknüpfbar 

Schwerpunkt: Geometrische Topologieüberwachung

Hochauflösende Triangulationsmessung zur Qualitätsbewertung von Schweißnahttopographien.
© Keyence Corporation
Hochauflösende Triangulationsmessung zur Qualitätsbewertung von Schweißnahttopographien.

Technische Daten

  • Messprinzip: optische Triangulation
  • Geringe Reflexionsempfindlichkeit
  • Auflösungsbereich: 2,5 bis 50 µm
  • Wiederholgenauigkeit: 0,3 bis 0,5 µm


Anwendungen

  • Positions- und Verzugsmessung von Schweißkonturen und geschweißten Bauteilen
    • Inline / offline-Prozessüberwachung von Schweißprozessen
    • Korrelation zwischen Schweißnahtqualität und äußerem Nahterscheinungsbild (Schuppung, geometrische Schweißnahtparameter)
    • Stand-alone Einheit in neue und bestehende Prozesse integrierbar
    • Kombination mit anderen Sensoren und KI-Auswertungsmethoden
  • Breite Anwendungspalette vom Automobilbau bis zum Schweißverbindungen von Haushaltsgeräten, Luft- und Raumfahttechnik sowie einer Vielzahl von Messaufgaben zur Sicherstellung der Bauteilqualität

Software zur Erstellung »Life Cycle Analysis« – CO2-Bilanz

Schwerpunkt: Bewertung des CO2-Footprints von Produkten und Prozesses

Life Cycle Analysis zur Beschreibung von Stoffflüssen am Beispiel des CO2-Äquivalent – Nutzung für laserbasierten Fertigungsprozessen am Fraunhofer IWS.
© Fraunhofer IWS
Life Cycle Analysis zur Beschreibung von Stoffflüssen am Beispiel des CO2-Äquivalent – Nutzung für laserbasierten Fertigungsprozessen am Fraunhofer IWS.

Technische Daten

  • Konformität der CO2-Bilanzierung auf Basis der DIN ISO 14064 und DIN ISO 14040
  • Erstellung, Berechnung und Visualisierung von CO2-und Ökobilanzen
  • Verknüpfung mit technischen Datenbanken, z. B. Gabi
  • Erstellung von Sankey-Diagrammen


Anwendungen

  • Bewertung des durch die menschliche Produktion und Mobilität verursachten CO2-Ausstoßes zur Erreichung der europäischen bzw. weltweiten Klimaziele – Stichwort: max. 1,5°C Klimaerwärmung
  • »Computer Aided Eco-Balancing« (CAEB) für die laserbasierte Prozessketten und Produkte
  • Verfahrensvergleiche für Schweißprozesses und Fertigungsketten