Der Coaxwire Laserbearbeitungskopf kann optional mit einem Heißdraht-Modul ausgerüstet werden.
Foto: IWS/Fraunhofer

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Koaxiales Draht-Auftragschweißen in nächster Generation

Fraunhofer IWS Dresden präsentiert neue Coaxwire-Laser-Bearbeitungsköpfe zur Hannover Messe und ILA Berlin

Die nächste Generation der Laser-Draht-Bearbeitungsoptik Coaxwire steht in den Startlöchern. Auf der Hannover Messe und der ILA Berlin zeigt das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS Dresden zwei Varianten seiner koaxialen Drahtoptik. Eine völlig neu entwickelte miniaturisierte Version ermöglicht die Hochpräzisions-Bearbeitung von komplexen Bauteilen mit Feindraht. In einer Makro-Ausführung lässt sich der Kopf mit einem Heißdraht-Modul ausrüsten.

Neue Funktionalitäten der Bearbeitungsköpfe

Aufgrund der positiven Resonanz der Anwender und des sichtbar wachsenden Bedarfs präsentiert das Fraunhofer IWS im fünften Jahr nach ihrer Einführung die nächste Generation der koaxialen Laser-Draht-Bearbeitungsoptiken unter der Bezeichnung »Coaxwire«. Das Dresdner Institut rüstete das System anwendungsspezifisch mit speziell ausgelegten Optikkomponenten, Draht- und Medienzufuhr sowie mit Kameras und Sensoren aus. So ermöglichen die Wissenschaftler sowohl eine Überwachung des Bearbeitungskopfes als auch die Aufzeichnung, Verarbeitung und Vernetzung relevanter digitaler Prozessdaten als neue Funktionalitäten.

Coaxwire mini für filigrane und komplexe Bauteile

Eine völlig neu entwickelte miniaturisierte Variante stellte das Fraunhofer IWS auf der Hannover Messe 2018 aus: Die Coaxwire mini soll die Lücke zur Hochpräzisionsbearbeitung insbesondere für Anwendungen zum Reparieren und Generieren von hochwertigen und filigranen Komplexbauteilen schließen. Erstmals lassen sich in einem maschinengeführten System dünne Drähte von 300 bis 600 Mikrometern Durchmesser verarbeiten – für bestimmte Legierungen auch das besonders anspruchsvolle Spektrum von 100 bis 250 Mikrometern.
Das eröffnet die Dimension von 200 bis etwa 1200 Mikrometern Strukturauflösung des deponierten Materials bei vollständiger Materialausnutzung, erklärten die Spezialisten. Neuen Trends in der Laserquellenentwicklung folgend ist die Optik des Systems für die relevanten Wellenlängen sowohl von 890 bis 1100 als auch von 450 bis 550 Nanometern ausgelegt. Damit eigne sich der Bearbeitungskopf für Strahlquellen, die im grünen oder blauen Lichtspektrum emittieren. Daraus ergibt sich, so Fraunhofer, die Möglichkeit, Werkstoffe wie Kupfer oder Gold besser zu verarbeiten.

Coaxwire mit Heißdraht für erhöhte Produktivität

Mit der zweiten größeren Coaxwire-Variante die das Fraunhofer IWS auf der ILA Berlin 2018 präsentiert, lässt sich der Laser-Draht-Bearbeitungskopf mit einem Heißdraht-Modul ausrüsten. Bei vollständigem Erhalt der Richtungsunabhängigkeit und 3D-Fähigkeit ermöglicht diese Option materialabhängig eine um 20 bis 40 Prozent gesteigerte Auftragsrate, so IWS Fraunhofer. Außerdem vergrößert sich im gleichen Maße das Prozessfenster für das effiziente und fehlerfreie Verarbeiten moderner metallischer Hochleistungsmaterialien.
Drähte bilden seit jeher das Rückgrat der Zusatzwerkstoffe in der Schweißtechnik, wie Prof. Steffen Nowotny, Abteilungsleiter Thermisches Beschichten am Fraunhofer IWS, erklärt: »Speziell beim Auftragschweißen bestehen die Vorzüge darin, dass sie sich einfach in die Schweißzone einführen lassen, dass sie den Draht vollständig ausnutzen und dass sie aufgrund der charakteristischen sauberen Prozesse Umwelt, Maschine und Bedienpersonal schonen.«

cd

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