Het Fraunhofer Institute of Laser Technology (Fraunhofer ILT), gevestigd in Aken, Duitsland, heeft met succes ultrasnel lasermateriaaldepositieproces (EHLA) uitgevoerd. Vandaag de dag hebben onderzoekers nieuwe doorbraken gemaakt op basis van wat ze al hebben. De Fraunhofer ILT heeft samen met drie industriepartners verdere EHLA-proces- en systeemtechnieken ontwikkeld voor het effectief onderhouden en bekleden van assemblages in het everest-samenwerkingsproject, aldus de Fraunhofer ILT, met als doel lange en grote rollen en andere roterende onderdelen dicht bij de uiteindelijke vorm door EHLA te coaten met de eigen betrouwbare efficiëntie en extreem hoge efficiëntie van het proces.
Figuur 1: Procesketting getest op een verwarmingsrol bekleed met corrosiebestendig poeder op ijzerbasis voor efficiëntere reparatie en coating van assemblages
Revolutionaire technologische ontwikkeling vereist geduld, net als EHLA. Ongeveer 10 jaar geleden ontwikkelde Fraunhofer ILT ultrasnelle lasermateriaaldepositie. In continue ontwikkeling en testen in samenwerkingsprojecten is een succes op lange termijn bereikt, waardoor de eerdere verwerkingsefficiëntie is verhoogd van maximaal 2 meter naar enkele honderden meters per minuut.
Succes op corporatie met industriële partners
Het huidige voorbeeld zijn EVEREST-samenwerkingsprojecten:
Wetenschappers van de Fraunhofer ILT hebben coating- en procesparametersstrategieën ontwikkeld met industriële partners, waaronder LUNOVU GmbH uit Herzogenrath, BCT GmbH uit Dortmund en Drink&Schlossers uit het Duitse Krefeld. In een succesvol toepassingsgeval werden corrosiebestendige poedertests van laserafzetting van ijzer, nikkel en kobalt doorgegeven op het oppervlak van een rol (lengte 1200 mm, diameter 200 mm). Het project bereikte met succes een coatingdiktebereik van 50μm-300μm, verwerkingssnelheid van 20-200 m/min.
Cameratoezicht maakt het proces transparant
De door BCT en Fraunhofer ILT ontwikkelde systeemtechnologie voor geometrische vormacquisitie en procesbewaking en adaptieve toolpadplanning speelt een zeer belangrijke rol in dit project. Voor deze taak maakt partner BCT gebruik van een speciaal ontwikkelde CAM-module die de geometrische afwijking van de doeltoestand op een semi-geautomatiseerde manier corrigeert.
"Een cameragebaseerde aanpak stelt ons in staat om het hele coatingproces te monitoren en conclusies te trekken over de stabiliteit van het proces", legt Gregor Bultel, wetenschapper bij de Fraunhofer ILT, uit. De technologie van het systeem is succesvol gebleken in het projectexperiment en we zijn nu op zoek naar de eerste gebruikers ."
Figuur 2: In de toekomst kan de juiste systeemtechnologie een supergrote rol met een diameter van 3 meter maken om een stabiele coating te doen
Efficiënte systeemtechnologie
De eigenlijke test werd uitgevoerd bij de Herzogenrath van LUNOVU, de gezamenlijke toonaangevende onderneming in dit project. Het laboratorium hield ook toezicht op het EHLA-demonstratiesysteem. De fabrikant van het lasersysteem integreerde de hele procesketen in de demo om de volledige workflow van het scan-, padplannings- en automatisch gegenereerde NC-programma te integreren in het automatische reparatieproces. "Het grootste probleem is om alle betrokken subsystemen te combineren in een procesketen," zei Andreas Bartling, een LUNOVO-applicatieontwikkelaar, "We zijn de uitdaging aangegaan en hebben een betrouwbare procesketen opgebouwd, niet alleen middelen besparen en efficiënte systeemtechnologie hebben, maar ook onderhouden met zeer weinig werknemers ."
Procesketenextensies, inclusief nabewerking
In het project analyseerde het relevante personeel ook de noodzaak van verdere actie. Voor Bultel van Fraunhofer ILT omvat het komende werk het optimaliseren van poedermaterialen, het deponeren van complexe vormen, het vergroten van de nabijheid van het oude profiel en het ontwikkelen van nieuwe processtrategieën om scheurvrije depositie van zeer harde coatings te bereiken. Maar voor hem gaat het thema van de procesketen verder: "Ik denk aan de onderling verbonden procesketen, en we kunnen het coatingproces ook combineren met de nabewerkingsstap, die zelfs op dezelfde machine kan worden gerealiseerd."
Bevredigende tests
De daadwerkelijke tests werden uitgevoerd bij de papierrolfabrikant Drink&Schlossers. "Door gebruik te maken van de proces- en systeemtechnieken kunnen onderdelenoppervlakken heel goed worden behandeld", concludeerde directeur Kurt Beckers van het bedrijf. We kunnen oppervlakken precies verwerken zoals we denken." Na een bevredigend testproject zag hij een goede kans voor EHLA en hoopte hij dat de procestechnologie verder zou worden ontwikkeld.
