Laserhärten und Drehen

Die Prozesskette Drehen, Laserhärten und abschließend Hartdrehen in einer Maschine ist technisch nicht nur möglich, sondern auch effizient.

Lokal und adaptiv

Das Laserhärten mit innovativen Strahlprofilen ermöglicht es erstmalig, das Härteprofil bauteilgerecht exakt anzupassen.

Harte Schale, weicher Kern

Der lokale Energieeintrag beim Laserhärten schützt den Kern des Bauteils vor dem Durchhärten. Gleichzeitig lässt sich jedoch die Härte an der Oberfläche auf das Maximum einstellen.

Laserhärten

Die heutigen Anforderungen an Lebensdauer und Zuverlässigkeit von Bauteilen verlangen eine beanspruchungsgerechte Auslegung von Bauteilrandzonen, damit Produkte im Wettbewerb erfolgreich bestehen können.

Das Fraunhofer IPT entwickelt für das Verfahren des Laserstrahlhärtens zur Behandlung von Oberflächen neue Ansätze zur gezielten lokalen Funktionalisierung und für den Verschleißschutz. Dabei zeichnet sich das Laserhärten gegenüber herkömmlichen Verfahren zum Härten von Randschichten, wie dem Flammhärten oder dem Induktionshärten, durch seine Flexibilität, geringen Verzug, gute Reproduzierbarkeit des Ergebnisses und gute Kontrollierbarkeit aus.

Zum Härten wird das Bauteil lokal an seiner Oberfläche durch den Laserstrahl erwärmt. Durch die schnelle Abfuhr der Wärme ins Werkstückinnere, die sogenannte Selbstabschreckung, bildet sich in der Randschicht des Bauteils bis zu einer Tiefe von etwa 1,5 mm ein hartes, martensitisches Gefüge. Ein wichtiges Ziel der Entwicklungen am Fraunhofer IPT ist es, deutlich höhere Einhärtungstiefen zu erreichen. Außerdem erproben wir spezielle Freiformoptiken, mit denen wir Härteprofile gezielt einstellen wollen.

Unsere Leistungen

  • Machbarkeitsstudien zum Laserhärten
  • Prozessentwicklungen zum Laserhärten für Ihre Produkte von morgen
  • Laserhärten von Kleinserien im Kundenauftrag
  • Implementierung des Laserhärtens in existierende Prozessketten
  • Aufbau von Anlagen zum Laserhärten oder Integration von Lasersystemen in Werkzeugmaschine

Schaufeln für Dampfturbinen

Turbinenschaufeln im Niederdruckteil einer Dampfturbine unterliegen durch den Einschlag von Wassertropfen einem hohen Verschleiß. Durch das Laserhärten der Leading-Edge kann die Standzeit der Turbinenschaufeln erhöht werden.

Lagersitze

MIt dem Laserstrahl können gezielt Lagersitze gehärtet werden. Dabei ist der Verzug des Bauteils gering. Durch die Integration von Lasersystemen in Werkzeugmaschinen lässt sich das Laserstrahlhärten auch mit Zerspanprozessen und anderen Verfahren kombinieren.

Verzahnung

Verzahnungen sind für die Kraftübertragung erforderlich und sollten verschleißbeständig sein. Durch die Bearbeitung mit dem Laser können die Zahnflanken gezielt gehärtet werden. Der Zahnfuß bleibt davon unberührt und behält seine Zähigkeit.

Schneidkanten von Werkzeugen

Komplexe Schneidkanten an Werkzeugen können konturgenau mithilfe des Lasers gehärtet werden– selbst in schwer zugänglichen Bereichen.

Excellenzcluster

  • Laserhärten von Bolzen in Hybriden Werkzeugmaschinen
  • Nahtloses Laserhärten von rotationssymmetrischen Bauteilen
  • Laserhärten dünnwandiger Bauteile

NanoDPP

Laserhärten mittels Freiformoptiken

Bilaterale Industrieprojekte

Laserhärten von Turbinenschaufeln