3D-Laserschweißen: präzise, effizient und flexibel

3D-Laserschweißen ist eine moderne Technologie, die das präzise computergesteuerte Schweißen dreidimensionaler Teile mit Hilfe von Schweißrobotern ermöglicht. Dabei wird ein fokussierter Laserstrahl verwendet, um das Material der Werkstücke (z.B Stahlblech) zu erhitzen und zu schmelzen, das dann beim Abkühlen zu einer starken und dauerhaften Schweißnaht erstarrt. In der Regel wird dabei kein Zusatzwerkstoff als Schweißgut benutzt, sondern es werden diejenigen Materialien verschmolzen, die eine Verbindung eingehen sollen. Es entsteht ein hochwertiges Endprodukt mit akkurater Verarbeitung.

Beim 3D-Laserschweißen werden die Werkstücke meist in einer Kammer auf Dreh-Kipp-Positionierern platziert, in der sie durch Spannvorrichtungen oder Halterungen fixiert werden. Diese Vorrichtungen sind so konzipiert, dass sie die Werkstücke in einer stabilen Position halten und sicherstellen, dass sie während des Schweißvorgangs an ihrem Platz bleiben.

Der Trumpf des Verfahrens liegt in dem vollautomatischen Schweißprozess mit 3D-Rotation: Auf der Arbeitsplattform können die Bauteile durch ein Computerprogramm gesteuert von einer Rotationsmaschine in alle Richtungen gedreht und gekippt werden. So kann der Roboterarm mit dem Laser-Schweißgerät von allen Richtungen perfekt auf das Werkstück ausgerichtet werden. Die Schweißkammer wird geschlossen, um eine kontrollierte Umgebung zu schaffen, die frei von Verunreinigungen wie Staub ist. Zugleich bietet die Kammer Sicherheit vor den Laserstrahlen und Funkenflug.

Beim 3D-Laserschweißen kommt ein 3D-Scansystem zum Einsatz, das den Laserstrahl exakt an die richtige Stelle führt. Dieses System kann so programmiert werden, dass es einem bestimmten Schweißpfad folgt. So wird die Präzision der ausgeführten Schweißnaht gewährleistet. Darüber hinaus ermöglicht der Einsatz von Sensoren und Kameras im System die Überwachung des Schweißprozesses in Echtzeit. Das verbessert die Qualitätskontrolle und verringert das Risiko von Fehlern.

Das durch den Laser erzeugte Licht wird mit Hilfe von Fokussierungslinsen gebündelt und auf einen Brennfleck konzentriert. Durch die Option, die Breite und Energie des Laserstrahls, sowie die Geschwindigkeit der Bewegung zu steuern, wird eine präzise Kontrolle der Schweißnaht ermöglicht. Durch diese Faktoren kann die erzeugte Hitze genau auf das Werkstück und das Material abgestimmt werden. Es kann eine sehr schmale und glatte Schweißnaht erzielt werden. Und es entsteht nur sehr geringer thermischer Verzug der Materialien. Dies gewährleistet eine qualitativ hochwertige, gratfreie Schweißnaht, die kaum Nachbearbeitung erfordert.

3D-Laserschweißen bietet somit eine Reihe von Vorteilen gegenüber herkömmlichen Schweißverfahren, was es zu einer attraktiven Option für eine Vielzahl von industriellen Anwendungen macht, sei es im Metallbau, in der Automobilindustrie, in der Luft- und Raumfahrt, der Medizin oder der Elektronikbranche und der Mikrotechnologie.

In der Automobilindustrie ermöglicht die Technologie des 3D-Laserschweißens z.B. die Herstellung von leichten, hochfesten Bauteilen wie Motorteilen, Getriebekomponenten und Komponenten des Antriebsstrangs. In der Bauindustrie wird das 3D-Laserschweißen beispielsweise eingesetzt, um hochwertige Stahlbauteile in sehr spezifischer Einzel- oder in fehlerfreier Serienproduktion herzustellen.

Einer der größten Vorteile des 3D-Laserschweißens ist seine Exaktheit. Der fokussierte Laserstrahl ermöglicht das Schweißen auch kleiner und komplizierter Teile, mit minimaler Verformung. Beim 3D-Laserschweißen entsteht durch den gebündelten Laserstrahl eine nur relativ kleine Wärmeeinflusszone (WEZ), so dass nur wenig Gefügeveränderungen und nur eine minimale Verformung der zu schweißenden Teile auftritt. Das verringert die Fehlerquote und die Notwendigkeit einer Nachbearbeitung nach dem Schweißen.

Durch die millimetergenaue dreidimensionale Steuerung des Roboterams in Relation zu dem ebenfalls in drei Dimensionen rotierenden Werkstück entstehen hochfeste Schweißnähte in perfekter Präzision, vollautomatisch und computergesteuert: Industrie 4.0. Auch für die Massenproduktion bieten sich durch diese Technologie Vorteile, da sich der Vorgang beliebig oft exakt reproduzieren lässt. Unsere Maschinen bieten konstante Wiederholgenauigkeit und stete Achsentreue. So wird eine gleichbleibende Qualität des Endprodukts mit perfekten Schweißnähten gewährleistet.

Ein weiterer Vorteil des 3D-Laserschweißens ist seine Geschwindigkeit. Der computergesteuerte Laserstrahl kann sich schnell bewegen und viele Nähte in sehr kurzer Zeit schweißen, ohne an Genauigkeit zu verlieren. Dies macht Laserschweißen zu einer attraktiven Option für die Massenproduktion, wo Geschwindigkeit und Effizienz entscheidend sind. Zugleich kann das Schweißprogramm auch schnell auf veränderte Bauformen und neue Modellversionen angepasst werden, so dass auch bei kontinuierlicher Weiterentwicklung stets eine zuverlässige Fertigung gewährleistet bleibt.

Aufgrund der Präzision, Geschwindigkeit und Flexibilität des 3D-Laserschweißens ist es in der Lage, auch höchste Anforderungen der Industrie zu erfüllen. Beim 3D-Laserschweißen kann eine Vielzahl von Materialien verschweißt werden, darunter Metalle, Kunststoffe und sogar ungleiche Werkstoffe. Diese Flexibilität macht das Verfahren zu einer idealen Option für viele industrielle Anwendungen und zu einem wertvollen Werkzeug zur Verbesserung der Qualität Ihrer Produkte.

ZUSAMMENGEFASST DIE VORTEILE DES 3D-LASERSCHWEIẞENS

• höchste Präzision durch Computersteuerung
• volle Automatisierung durch Schweißroboter
• hochfeste Verbindungen durch homogene Materialien
• exakte Nähte auch bei schwer zugänglichen Bauteilen und komplexen Formen
• präzise Kontrolle des Energieeintrags und der Schweißnähte
• Verzugsarm und daher geringe bis keine Nacharbeit notwendig
• schnelle und millimetergenaue Ausführung aller Schritteakkurate Wiederholbarkeit für die Serienproduktion
• schnelle Anpassbarkeit der Fertigungsschritte bei Veränderungen der Bauteile
• auch große und schwere Bauteile möglich