Beim Laserauftragschweißen wird der pulverförmige Zusatzwerkstoff über einen Pulverförderer zur Bearbeitungsdüse transportiert. Es vergehen viele Sekunden bevor das Pulver stabil aus der Bearbeitungsdüse strömt. Das ist bedingt durch die Anlaufzeit des Förderers und durch die Schlauchlängen von Förderer zur Pulverdüse. In der Regel wird das Pulver dann nicht mehr zwischen den Bearbeitungsschritten ausgeschaltet. Die Konsequenz ist

• ein erhöhter Pulververbrauch
• damit verbundene höhere Kosten
• eine verschmutzte Anlage
• erhöhre Emissionen
• u.U. ein Prozess, der nicht funktioniert

Abhilfe schafft ein schneller Pulverwechselschalter, der einfach in eine bestehende Anlage zwischen der Pulverdüse und dem Pulverförderer integriert werden kann. Das Pulver wird bis zum Erreichen eines konstanten Pulvermassenstromes nach dem Einschalten in einem Auffangbehälter aufgefangen. Das Pulver ist nicht verschmutzt und somit wieder verwendbar. Nach dem Ausschalten entsteht kein Nachrieseln des Pulvers. Durch kurze Schaltzeiten (< 200ms) zwischen den Zyklen ist das Pulver sofort verfügbar. Auch bei kurzen Nebenzeiten (z.B. Fahrt bis zum nächsten Bauteil) wird das Pulver weggeschaltet und somit zur Wiederverwendung gesammelt. Auf diese Weise wird die Pulvereffizienz erhöht und gleichzeitig die Verschmutzung der Anlage durch Pulver minimiert.

PDF: Powder on Demand - Rapid-Powder-Switch enhances economic efficiency in laser metal deposition and paves the way for new processing strategies - Laser Technik Journal, Mai 2017

Den Pulverwechselschalter gibt es in drei Versionen:

• Produktblatt Pulverschalter RPS-M (Handschalter)

PDF: Produktblatt Pulverschalter RPS-M

• Pneumatikschalter RPS-A (für Pulvermassenströme bis zu 100 g/min)

PDF: Produktblatt Pneumatikschalter RPS-A

• Pneumatikschalter RPS-AX (für Pulvermassenströme von 100 - 250 g/min) - Bedienung manuell und automatisch

PDF: Produktblatt Pneumatikschalter RPS-AX

Links: manueller Pulverwechselschalter;
Mitte: automatisierter Pulverwechselschalter
Rechts: neuer Pulverwechselschalter (manuell und automatisch)

Anwendungsmöglichkeiten

• schnelles Schalten zwischen Pulver AN und AUS
• reproduzierbare Ergebnisse
• geringerer Pulververbrauch
• Pulverersparnis von bis zu 50% (Bild links)

Pulverpulsbetrieb.

Non- Stop- Bearbeitung
Lange Bearbeitungszyklen, bei der die Menge von einem Förderer nicht ausreicht und somit zwischen zwei Pulverförderern geschaltet werden muss.

• Übergangsloses Schalten zwischen den Pulvertöpfern 1 und 2
• Dauerbeschichtung ohne Prozessunterbrechung
• Vermeidung von eventuellen Rissen und Poren an den Übergangsstellen
• 24 Stunden / 365 Tage pro Jahr
• Zeitersparnis von min. 10 Minuten pro Bearbeitungszyklus

Non-Stop-Bearbeitung

Zuschaltbetrieb

• Laserauftragschweißen
• Poren durch liegenbleibendes Pulver
• Wärmeeintrag ohne Pulver (Schritt 1)
• Schnelles automatisiertes und zeitlich abgestimmtes Hinzuschalten von Pulver (Schritt 2)
• Keine Risse/Poren
• Für riss- und porenanfällige Werkstoffe geeignet

Multifunktionsschichten
Schnelles Schalten zwischen zwei Pulversorten Mehrlagige Beschichtung mit hartem und weichem Werkstoff im Wechsel Vermeidung von Rissausbreitung

Multifunktionsschichten

Schalten zwischen zwei Pulverzufuhrdüsen

Kombibearbeitung

Pulververteiler/Pulververmischer

Der Pulververteiler aus Edelstahl hat einen Eingang und drei Ausgänge. Er ermöglicht aufgrund eines eingebauten Diffusors die höchstmögliche Verteilung in drei Pulvergasstrahlen in einem Genauigkeitsbereich von 1-2%. Über einer zusätzlichen Klemmvorrichtung kann er relativ leicht an eine Anlage integriert werden.

Durch den eingebauten Diffusor ist es möglich, den Pulververteiler auch als Online-Mischer einzusetzen. Es können bis zu drei Pulverförderer durch den „Upside-Down-Einsatz“ des Pulververteilers an den Diffusor angeschlossen werden. Über den vorherigen Eingang des Diffusors kann nun ein weiterer Diffusor oder eine Pulverzufuhrdüse mit einem Eingang angeschlossen werden.

PDF: Pulververteiler (einfache Ausführung)

PDF: Pulververteiler (mit Diffusor)

Verstelleinheit

Einsatzmöglichkeit der Düsenjustage

Konventionelle Führungsschlitten werden oft eingesetzt, um einfache Düsenjustagen durchzuführen. Hierzu werden handelsübliche Schlitten zusammengebaut, an der eine Düse montiert wird. Berücksichtigt wird dabei aber nicht, dass die Arbeitsumgebung beim Laserbeschichten sehr rauh ist. Die Anlage und das Umfeld werden sehr stark kontaminiert mit Pulver. Dieses Pulver setzt sich in die Zwischenräume der Führungsschlitten und lässt diese immer schwergängiger gehen. Dieser Aspekt wurde bei der Neuentwicklung der Düsenjustage durch HD berücksichtigt. Daraus ist eine Justage entstanden, die staubdicht ist. Hierzu wurde ausschließlich runde und damit leicht abzudichtende Führungen eingesetzt. Auf handelsübliche Schlitten wurde verzichtet.

Off-Axis

Die Düsenjustage kann durch einen individuellen Flansch an jede Optik angebunden werden.

Verschmutzung

Die Düsenjustage ist nicht mit Standartschlitten ausgestattet, da diese nicht staubdicht montiert werden können. Es wurde ein Konzept gewählt bei dem eine Abdichtung zu realisieren ist. Alle Verstellwege sind durch Dichtungen gegen Verschmutzung bzw. gegen Pulverstäube geschützt.

Strahlformungssystem

Auf Kundenwunsch gefertigte Laserstrahlführungen zum Schweißen von Continähten an Automobilblechen und Schweißungen an Rotationssymetrischen Bauteilen

Kardanischer Umlenker

Merkmale

• Kardanische Umlenker in drei verschiedenen Aperturgrößen von Ø 20, Ø 50, Ø 70
• Die Achsen der Kippbewegung liegen auf der Spiegeloberfläche, dadurch kein Versatz der Strahlachse

Ausstattung

• direkt oder indirekt gekühlte Cu- Spiegel
• Einstellung und Konterung über die gleichen Feingewindeschrauben
• Spiegelentnahme ohne Nachjustierung möglich

Optionen

• Temperaturüberwachung der Spiegel
• Sicherheitsabfrage der Spiegel auf Einbau und Position