Lasermaterialbearbeitung

Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie

In unserer Abteilung »Lasermaterialbearbeitung« entwickeln und qualifizieren wir Prozesse, um das Werkzeug Laserstrahlung in Wertschöpfungsketten effizient zu nutzen. Zur Herstellung geometrisch komplexer Produkte aus metallischen Werkstoffen entwickeln wir Laserstrahlfügetechnologien und überführen sie in die industrielle Fertigung. Für die Tribologie und den Formenbau stellen wir durch Laserstrahlstrukturieren hochpräzise 3D-Strukturen her. Wir bauen prototypische Bearbeitungsanlagen für die formflexible Strukturierung. Für schwer zu bearbeitende Werkstoffe entwickeln wir hybride Bearbeitungstechnologien, bei denen die Prozessintegration eine Komplettbearbeitung komplex geformter Bauteile in einer Aufspannung erlaubt. 

Neben der automatisierten Reparatur von Werkzeugen und Bauteilen sowie der Erzeugung von Verschleißschutzschichten entwickeln wir Technologien zur generativen Erzeugung metallischer und keramischer Werkzeuge und Produkte mit höchster geometrischer Flexibilität.

Themen in der Abteilung

Laseroberflächenbehandlung

Laserdispergieren

Mit dem Laser können Oberflächeneigenschaften auch partiell mit höchster Geometrie- und Werkstoffflexibilität verändert werden. Für Verschleiß- oder Korrosionsschutzanwendungen entwickeln wir Systemlösungen für das draht- und pulverbasierte Laserauftragschweißen sowie gezielte Randschichtmodifikationen durch Laserstrahlhärten, -umschmelzen, -legieren oder -dispergieren.

Laserstrahlstrukturieren

Demonstrator Laserstrahlstrukturieren

Wir entwickeln für die Herstellung von Design- oder Funktionsstrukturen auf Basis gepulster Laserstrahlung mit kleinstem Materialmengenabtrag Gesamtsysteme für den Werkzeugbau, biomedizinische oder tribologische Anwendungen. Durch eine intelligente CAM-Kopplung sowie Strahl- und Prozessführung lassen sich auf fast allen Werkstoffen nahezu beliebige Oberflächenstrukturen auch auf komplexen Freiformoberflächen erzeugen.

Laserstrahlfügen

Laserstrahlfügen

Stark fokussierte Hochleistungslaser erreichen einen lokal eng begrenzten Wärmeeintrag, der für das Fügen von Bauteilen durch Schweißen oder Löten genutzt wird. Diese Laserstrahlfügeverfahren erlauben eine exzellente Regelung, Positionsgenauigkeit und sehr hohe Prozessgeschwindigkeiten bei minimalem thermischen Verzug. Wir entwickeln Fügetechnologien zur flexiblen Bearbeitung komplexer 3D-Geometrien in verschiedensten Anwendungsgebieten, von der Technologieentwicklung bis zur Implementierung in reale Fertigungsketten.

Laserunterstützte Fertigungsprozesse

Laserunterstützte Fertigung

Hier entwickeln wir Fertigungstechnologien zur laserunterstützten Zerspanung und Umformung in industriellem Maßstab. Eine partielle Erwärmung und die daraus resultierende lokale Entfestigung des Werkstoffs erweitert bei der laserunterstützten Bearbeitung die bestehenden Prozessgrenzen konventioneller Werkstoffe und erlaubt beispielsweise erstmals die Zerspanung technischer Keramik.

Generative Bauteilfertigung und Reparatur

Generative Fertigung

Durch generative Fertigung und die Reparatur von Bauteilen mit dem Laser gelingt die Herstellung äußerst komplexer Außen- und Innengeometrien. Zum Einsatz kommt eine Vielzahl metallischer, keramischer oder polymerbasierter Werkstoffe sowie Verbundwerkstoffe. Zur Entwicklung von Prozessen und Systemlösungen setzen wir pulverbettbasierte Verfahren wie das Selektive Lasersintern ebenso ein wie das Auftragschweißen mit draht- oder pulverförmigen Zusatzwerkstoffen.

Machbarkeitsstudien und Prototypenfertigung

Prototypen

Sie haben eine fertigungstechnische Herausforderung, die Sie mit Ihren Mitteln nicht lösen können? Mit unserer übergreifenden Technologiekompetenz unterstützen wir Sie bei der Auswahl und Qualifizierung eines geeigneten Fertigungsverfahrens und fertigen mit unserer modernen Anlagentechnik Prototypen und Kleinstserien.