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Lasermaterialbearbeitung in der Oberflächentechnik
Der Laser ist eine hochpräzise Energiequelle, die innovative Verfahren, wie das Laserpulverauftragschweißen und das Laserhärten, ermöglicht. Durch diese Verfahren lässt sich eine Funktionsoberfläche partiell verändern, um so verschiedensten Anforderungen gerecht zu werden. Beim Laserpulverauftragschweißen wird eine aufgeschweißte Dickschicht (Schichten > 100 µm) auf ein Bauteil appliziert, wodurch dieses an definierten Stellen gegen Verschleiß geschützt wird. Stand der Technik sind monolithische Schichten, die vom Aufbau ähnlich zu gesintertem Hartmetall sind und oft aus einem metallischen Binder mit darin eingebundenen Karbiden bestehen. Neueste Forschungen befassen sich mit Mehrschichtsystemen nach biologischen Grundlagen, die so gestaltet sind, dass sie ähnliche Verschleißkennwerte aufweisen aber weniger rissanfällig sind. Das Laserhärten, genauer das martensitische Umwandlungslaserhärten, basiert auf dem Prinzip der sogenannten Selbstabschreckung eines Materials. Es ist eines der verzugärmsten Härteverfahren. Durch moderne hochdynamische Temperaturregelungen können filigrane Geometrien mit unterschiedlichsten Topographien und anschmelzungsgefährdeten Zonen anschmelzungsfrei gehärtet werden. Beide Verfahren eröffnen neue Wege der Konstruktion und der Bauteilauslegung. Dies bildet die Grundlage, mechanisch hochbeanspruchte Bauteile noch leichter, kompakter und verschleißbeständiger zu gestalten.
WOMag 11/2015 Cruz, Tom
Laser Processing of Materials in Surface Technology
Lasers are high precision energy sources which enable innovative processes such as hardfacing using metal powders and laser hardening. Using such processes enables selective functionalising of surfaces to meet the demands of a wide range of applications. In the case of laser hardfacing, a thick layer (typically thicker than 100µm) of metal powder is fused onto the component surface thus providing enhanced wear resistance at selected locations. The present state of the technology allows creation of monolithic layers, similar to those formed by sintering of hard metal powders, often incorporating a binder including carbides. Most recent research has focused on multilayer systems resembling biologically found analogues. In this way, they provide wear resistance but with reduced propensity to crack. Laser hardening, more accurately defined as martensitic transformation laser hardening is based on the principle of so-called self-quenching of a material. It constitutes one of the most reliable hardening processes. Thanks to modern highly-responsive temperature control methods, even components with the most delicate filigree geometry and with a wide range of topographies, incorporating areas at risk of metal fusion, can be hardened without danger of such coagulation. Both of the above processes make possible new methods of component construction and assembly and indeed the fabrication of entirely new component geometries. All of which offers the possibility of producing components with enhanced mechanical properties but also lighter in weight, more compact and with greater wear resistance than hitherto.
