Entwicklung von Laser-Systemkomponenten optimiert für die additive Fertigung mittels SLM
Konstruktion für die additive Fertigung
26. November
Hannover
2018
Type: Konferenzbeitrag
Abstract
Es bestand das Ziel, einen kompakten, in einer Industrieumgebung einsetzbaren Laser-Drahtauftragsschweißkopf zu entwickeln, der sowohl für die generative Fertigung, als auch zum Cladding eingesetzt werden kann. Dieser besteht aus einen Grundkörper, an und in welchen die einzelnen Systemkomponenten integriert werden. Zu den einzelnen Komponenten gehören Grundlegend die optischen Elemente (Kollimator, Fokussierlinse und Spiegel) sowie die zum Schweißen benötigte Düse. Für Integration der Einzelteile sind spezielle Halteelemente notwendig. Im Falle der Düse ist ein spezieller Düsenhalter erforderlich, welcher die Düse aufnimmt und eine statische Positionierung der Düse relativ zum Gesamtsystem ermöglicht.
Die besonderen Anforderungen an diesen Düsenhalter liegen vor allem in der geometrischen Genauigkeit des Bauteils, sowohl hinsichtlich der Schnittstelle Düsenhalter-Grundkörper, als auch bei der Verbindung des Düsenhalters zur Düse. Des Weiteren ist der Düsenhalter thermischen Einwirkungen aus der Prozesszone und der Drahtdüse ausgesetzt, sodass eine Kühlung des Düsenhalters notwendig ist. Durch den Prozess ist der Bauraum zudem stark eingeschränkt.
Bei der Konstruktion des Düsenhalters wurde deshalb von vornherein die Eigenschaften des Fertigungsverfahrens Selektives Laserschmelzen berücksichtigt und das Bauteil entsprechend ausgelegt, mit Stütz- und Aufnahmestrukturen versehen, generativ gefertigt und anschließend spanend bearbeitet.