Oberflächentexturierung durch Laserstrahlauftragschweißen

Thermomechanisch hoch belastete Systeme wie z.B. Zylinderflächen von Motoren oder Umformwerkzeuge benötigen Verschleißschutzschichten, die in vielen Fällen zusätzlich strukturiert sein müssen.

	Prinzip der Oberflächentexturierung durch Laserstrahlauftragschweißen

Um diese herzustellen wird am LZH ein innovativer Pulverauftragschweißprozess entwickelt, in dem Mikrostrukturen gleichzeitig mit der Beschichtung produziert werden.
Für die angestrebten verschleißtechnisch und mechanisch optimierten Schichtsysteme werden geeignete Laserparameter und Pulverzusammensetzungen identifiziert und Prozessfenster für die ausgewählten Laser-Pulver-Kombinationen herausgearbeitet.
Während der Beschichtung werden Teilbereiche des Pulverflachstrahls mit hoher Taktfrequenz umgelenkt, so dass diese nicht mehr für den Auftragschweißprozess zur Verfügung stehen. Durch Anpassung der Laserleistung und des Pulverstroms während des Beschichtungsprozesses können gezielt für die jeweilige Anwendung definiert Zonen mit geringerer Schichtdicke erzeugt und Mikrostrukturen mit unterschiedlichen Geometrien und Abmessungen von 50 bis 120 µm in die Beschichtung integriert werden. Neben der lasergestützten Herstellung von Schichten mit speziellen Eigenschaften und integrierten Mikrostrukturen auf ebenen Oberflächen sollen zukünftig auch dreidimensionale Werkstücke auf diese Weise beschichtet werden.
Begleitend zur Entwicklung des Auftragschweißprozesses werden die so erzeugten Proben metallographisch untersucht, um Kenntnisse über die Anbindung der Schweißbahnen und die Gefügeausbildung zu erlangen. Besonders die Umformtechnik sowie der Motoren- und Anlagenbau können von diesem Verfahren profitieren. Das Projekt wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) unterstützt.
Ansprechpartner:
Dipl.-Ing. Nils Weidlich
Tel. 0511/2788-346
eMail: n.weidlich@lzh.de
Kontakt: Laser Zentrum Hannover e.V., Hollerithallee 8, 30419 Hannover, Fax 0511/2788-100, www.lzh.de