Wie wird die Oberfläche einer Turbinenschaufel verschleißfest? Wie repariert man ein eingerissenes Zahnrad? Wie verlängert man die Lebenszeit eines Öl-Bohrers? Wie kann man an ein Werkstück komplizierte Formen hinzufügen? Zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten für ein Verfahren – das Laserauftragsschweißen. Und es klingt komplizierter als es eigentlich ist.
Das Laserauftragsschweißen ist vielseitig anwendbar. Bereits seit Jahren industriell erprobt ist das Beschichten von stark belasteten Maschinenelementen, wie z. B. Turbinenschaufeln. An sie sind allerhöchste mechanische Anforderungen gerichtet, wie eine hohe Betriebstemperatur oder korrosive Atmosphäre in Kombination mit Vibrationen und den Zugspannungen in Radialrichtung. Ein kleiner Fehler am Schaufelkörper kann die gesamte Turbine zerstören. Das wäre nicht nur teuer, sondern auch gefährlich und würde den Prozess für lange Zeit lahmlegen.
Beschaufelungen bestehen aus hochfesten Spezial-Legierungen. Ein zusätzlicher Verschleiß- und Korrosionsschutz wird durch eine Hightech-Veredelung der Oberfläche gewährleistet. Mit dem Laserauftragsschweißen kann eine stoffschlüssige, metallische Beschichtung auf eine komplexe Oberfläche wie die der Turbinenschaufel aufgebracht werden. Das Laserauftragsschweißen ist auch unter seinen englischen Bezeichnungen, Laser Metal Deposition (LMD) oder Laser Cladding, verbreitet.
Welche Einsatzbereiche gibt es für den LMD-Prozess?
Es gibt drei Anwendungsfelder: Beschichtung, Reparatur und additive Fertigung. Flächige Beschichtungen dienen dem Verschleiß- und Korrosionsschutz, so wie es bei der Turbinenschaufel wichtig ist. Die Lebensdauer dieser hochwertigen Beschichtungen übersteigen zum Teil sogar die Haltbarkeit galvanischer Beschichtungen. Die Beschichtung mit LMD ist in vielen Industrien verbreitet, wie etwa bei Wasserkraftwerken, thermischen Kraftwerken, Pumpen und Kompressoren, Komponenten im Hochtemperaturbereich in den Bereichen der Luft-, Raum- und Schifffahrt, der Energieerzeugung (Strom, Öl und Gas) und der chemisch-pharmazeutischen Industrie.
Werden mehrere Schichten übereinander auftraggeschweißt, kann das Verfahren für die Reparatur und die additive Fertigung verwendet werden. Diese Form des Additive Manufacturing (AM) ist für weniger komplexe Prototypen und Einzelanfertigungen geeignet.
Welche Vorteile bietet mir das LMD?
Das laserbasierte Verfahren ist für unterschiedliche Anwendungsfelder einfach adaptierbar. Es bietet hohe Gestaltungsfreiheit. Und da keine limitierende Baukammer wie beim 3D-Druck benötigt wird, können auch große Bauteile bearbeitet werden. Mit wenig Aufwand ist das Verfahren in bestehende Prozessketten integrierbar. Damit ist es insbesondere für klein- und mittelständische Betriebe attraktiv.
Laser sind eine hohe Investition mit großem ROI – oder etwa nicht?
Die Ergänzung seiner Produktion oder die Erschließung eines neuen Produktionsbereichs ist mit hohen Kosten verbunden, wenn man auf neue Maschinenanlagen setzt. Gebrauchtmaschinen sind da eine lohnende Alternative. Über das Gebrauchtmaschinenportal surplex.com kann zurzeit eine qualitativ hochwertige und von Experten geprüfte Anlage zum Laserauftragsschweißen ersteigert werden. Angeboten wird eine komplette Zelle in modularem Design, inklusive Ofen zur Nachbehandlung. Dazu gehört u. a. ein Hochleistungs-Diodenlaser samt Auftragsschweißkopf und Pulverförderung, ein Arbeitsraum inkl. Dreh- und schwenkbarem Tisch sowie eine Schutzkabine, Steuerung und ein Härteofen. Surplex ist Europas größtes Industrieauktionshaus und handelt weltweit mit gebrauchten Maschinen und Betriebseinrichtungen. Bei mehr als 500 Online-Auktionen pro Jahr wechseln über 55.000 Posten den Besitzer.
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