Auftragschweißen mit dem Lichtbogen

Schneller zu komplexen Bauteilstrukturen

Lichtbogenauftragschweißen (englisch: Wire Arc Additive Manufacturing, kurz: WAAM) ist ein generatives Fertigungsverfahren, bei dem ein metallischer Zusatzwerkstoff, meist in Form eines Drahts, mithilfe eines Lichtbogens aufgeschmolzen und gezielt auf die Oberfläche eines Bauteils getropft wird. Schicht für Schicht bauen sich auf diese Weise die gewünschten Strukturen auf. Das Verfahren ähnelt dem Laserauftragschweißen mit Draht (LMD-w), allerdings kommt beim WAAM ein elektischer Lichtbogen anstatt eines Lasers als Energiequelle zum Einsatz.

Große, komplexe Strukturen oder sogar ganze Bauteile mit Hohlräumen können mit dem WAAM-Verfahren deutlich schneller als mit LMD-w gefertigt werden. Überschüssiges Material wird nach dem additiven Fertigungsprozess durch CNC-Fräsen abgetragen. Im Vergleich zu konventionell gefertigten Bauteilen, die komplett »aus dem Vollen gefräst« werden, lässt sich so häufig ein Großteil kostbaren Rohmaterials einsparen.

Am Fraunhofer IPT entwickeln wir für die additive Herstellung metallischer Bauteile das Lichtbogenauftragschweißen weiter. Dafür haben wir im eigenen Haus eine CAD/CAM-Software entwickelt, die den Produktionsprozess steuert und regelt. Als Drahtzusatzwerkstoff steht uns eine Vielzahl unterschiedlicher genormter Fülldrähte, Massivdrähte und spezieller Laserdrähte zur Verfügung, die sehr kostengünstig verarbeitet werden können und qualitativ hochwertige Bauteile erzeugen.

Forschung und Entwicklung rund um das Auftragschweißen mit dem Lichtbogen

In unseren Forschungsarbeiten bearbeiten wir technologische und organisatorische Herausforderungen entlang der gesamten Prozesskette: von der optimalen Drahtzuführung bis hin zur Prozessregelung für unterschiedliche Werkstoffkombinationen und verschiedene industrielle Anwendungen. Wir erstellen Machbarkeitsstudien zum Lichtbogenauftragschweißen und bieten die Fertigung von Prototypen und die Erprobung von Kleinserien im Kundenauftrag an. Außerdem implementieren wir das drahtbasierte Lichtbogenauftragschweißen in bestehende Prozessketten und bauen Anlagen zum Lichtbogenauftragschweißen auf.

Unsere Leistungen im Überblick

• Entwicklung kundenspezifischer additiver Fertigungsprozesse
• Prozessentwicklung für industrielle Bauteile
• Auslegung von (hybriden) Prozessketten für das WAAM
  
• Machbarkeitsstudien für die WAAM-Fertigung
• Bewertung von Industriekomponenten
• Entwicklung und Produktion von Prototypen
• Einbindung der Prozesse in die industrielle Serienfertigung