Laserauftragschweißen : ponticon und Fraunhofer wollen das EHLA-Verfahren serienreif machen

Neue Perspektiven für den 3D-Druck in Metall: Mit der von ponticon neu entwickelten Anlage lassen sich erstmals Bauteile mit einem additiven Verfahren wirtschaftlich fertigen. EHLA steht für „Extremes Hochgeschwindigkeits-Laserauftragschweißen“. Dieses Verfahren des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik gilt als revolutionär. Es ermöglicht sehr hohe Vorschubgeschwindigkeiten bei hoher Präzision der aufgetragenen Schichten. Metallpulver wird bereits in der Luft durch den Laserstrahl aufgeschmolzen und trifft in flüssiger Form auf ein kleines Schmelzbad an der Oberfläche. Um dieses leistungsstarke Verfahren auch additiv nutzen zu können, hat der Maschinenbauer ponticon die 3D-EHLA-Anlage vom Typ pE3D entwickelt. Vier Monate nach Projektbeginn hatte das Team von ponticon die passende Hochleistungs-Kinematik entwickelt. Durch sie lassen sich die Vorteile des EHLA-Verfahrens auf die additive Fertigung von Metallteilen übertragen. Noch im zweiten Quartal 2019 sollen Prototypen der Anlage in Betrieb gehen.

Die 3D-EHLA-Anlage gilt als Schlüssel zur Produktivität in der Serienfertigung von Metallbauteilen sowie im Prototypenbau. Mit Prozessgeschwindigkeiten von bis zu mehr als 3 m/s wird sie in der Lage sein, präzise Einzelteile aus Metall im 3D-Druckverfahren vollständig aufzubauen. Bei rotierenden Bauteilen können sogar Vorschub-Geschwindigkeiten von über 15m/s erreicht werden. Darüber hinaus lassen sich im Arbeitsraum platzierte Schnittstellen-Bauteile miteinander verbinden. Diese sind für das 3D-EHLA-Verfahren optimierte, fertig bearbeitete Komponenten, wie etwa Langerflansche oder Prozessanschlüsse. Das zeitraubende Nacharbeiten von Schnittstellen lässt sich so reduzieren oder vermeiden. Damit ist der Weg frei für endkoturnahe Metallbauteile in Serienfertigung.

Diese Form des Auftragsschweißens erlaubt zudem die Verbindung unterschiedlichster Metalle und damit völlig neue Produkteigenschaften. Das ist besonders interessant für Bereiche wie den Prototypenbau, die On-Demand-Fertigung, die Herstellung von Sonder- und Einzelteilen oder auch die Modifikation und Erweiterung von bereits vorhandenen Einzelteilen. Auch die Materialforschung erhält neue Impulse. Mit der geringen thermischen Beeinflussung der Werkstückoberfläche lassen sich große Abkühlgeschwindigkeiten erreichen. Das ist eine Grundlage für die Herstellung amorpher Metalle.

Neben der Fertigung und Modifikation von Einzelteilen lassen sich mit der 3D-EHLA-Anlage bestehende Teile beschichten. Denkbar sind etwa Bronze auf Werkzeugstahl oder Edelstahl auf Aluminium. Die so beschichteten Teile führen zu einem reduziertem Wartungsaufwand, sind langlebiger und auch widerstandsfähiger. Das spart Ressourcen im gesamten Lebenszyklus eines Produktes.