Eine neue Anwendung für das additive Laserauftragschweißen wollen das Automotive Center Südwestfalen, Attendorn, und das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik (ILT) Aachen, im Verbundprojekt Laval angehen. In diesem soll ein Verfahren validiert werden, mit dem sich Stahl- und Aluminiumbleche per Laserauftragschweißen lokal verstärken lassen.
Grundlage ist das im Jahr 2017 gestartete und mittlerweile abgeschlossene AIF-Forschungsprojekt ´Materialeffiziente Herstellung belastungsangepasster Blechbauteile mit durch Laser additiv aufgebrachten flexiblen Verstärkungszonen´.
Per additiver Fertigung wurden hier Blechbauteile vor und nach der Blechumformung lokal dort verstärkt, wo eine besonders hohe Belastung zu erwarten ist. So ließ sich beispielsweise die Lastaufnahme eines Kragenzugs um 264 % erhöhen. Der Patch, eine lokale Aufdickung mit artgleichem Material, erhöht das Gesamtgewicht um nur 4,3 %, so dass sich Bleche dünner auslegen lassen.
Das Verfahren bietet eine Alternative zum Schweißen, Löten oder Kleben von Patches. Das pulverbasierte Laserauftragschweißen kann Schicht um Schicht Verstärkungen mit hoher geometrischer Flexibilität auftragen, die sich individuell in ihrer Form anpassen lassen.
»Im Gegensatz zu den konventionellen Verfahren können wir mit der additiven Fertigung Patches dreidimensional dort auftragen, wo sich die Lastspitze befindet. Die Studien ergaben außerdem, dass der vollständige Stoffschluss und die Materialvielfalt für maximale Haftung sorgen. Somit lassen sich auch die Oberflächengüte individuell einstellen und artfremde Patch-Werkstoffe verwenden, um etwa Korrosion entgegenzuwirken«,
Rebar Hama-Saleh, Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT
Für das Verbundprojekt Laval suchen die Fraunhofer-Forscher nun Industriepartner, die Lösungen zu Problemstellungen aus dem Leichtbau mit Blechwerkstoffen erarbeiten wollen.
Bild oben: Eine verstärkte Kragenzugprobe mit Patches aus Stahl (li) und eine nicht verstärkte Probe (re). (Quelle: Fraunhofer ILT)
Quelle und weitere Infos: Plastverarbeiter, Automobil Produktion, Europäische Forschungsgesellschaft für Blechbearbeitung, Fraunhofer ILT
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