Mit dem Laser dünne Bleche schneiden und schweißen

Mit dem Laser hochfokussiert: Von der Prozessentwicklung zum Produktionssystem

Mit dem hochfokussiertem Laserstrahl lassen sich Materialien wie Blech, Kunststoff, Faserverbundwerkstoffe oder Glas mit extrem hoher Präzision bearbeiten. Laserschneid- und Schweißprozesse sind durch eine Kombination aus hoher Laserleistung und dynamischer Strahlablenkung hochproduktiv und erzielen wiederholbare Genauigkeiten im Mikrometerbereich. Wir entwickeln und optimieren Produktionsprozesse und finden die optimalen Parameter für Ihren Anwendungsfall. Auch im Anlagenbau sind wir aktiv und bauen Prototypen und Versuchsaufbauten von Maschinen und Modulen ganz nach Ihren Vorgaben und Anfoderungen.

Mit optimalen Parametern schneiden und schweißen

Das Schneiden und Schweißen unterschiedlicher Materialien und Geometrien birgt einige Herausforderungen: bei Dünnblechen beispielsweise, das dünne Blech zu handhaben und einzuspannen, ohne es zu verbiegen. Im Hinblick auf das Laserschneiden gilt es die Laserleistung richtig zu dosieren, so dass sich kein Grat bildet, Kanten nicht oxidieren und sich die Geometrie des Bauteils nicht verändert. Beim Schweißen mit starker Laserleistung liegt die Herausforderung in der richtigen Parametrierung. Falsche Parameter können Löcher im Material erzeugen, weil die Schweißtiefe zu stark ausgeprägt ist.

Individuelle Systeme für das Schneiden und Schweißen dünner Materialien

Das Fraunhofer IPT erforscht Laserverfahren in zahlreichen Industrie- und Forschungsprojekten. Durch unsere langjährige Zusammenarbeit mir der Industrie kennen wir die Anforderungen bei der Prozess- und Systementwicklung von Lasermodulen und -anlagen. Auch für Ihren Anwendungsfall entwickeln wir gerne passende Schneid- und Schweißlösungen, mit denen sich bis zu 0,02 mm dünne Materialien verarbeiten lassen. Selbst komplexe Geometrien und Merkmale von nur 0,2 mm können wir fehlerfrei mit dem Laser erzeugen.

Präzisionsschweißen

Die Anlage besteht aus einer Laserquelle, die sich im Dauerstrich- oder Pulsmodus betreiben lässt. Mit dem integrierten Galvanoscanner kann der Maschinenanwender einen sogenannten »infinite field of view« ausführen, um Bauteile jeglicher Größe zu bearbeiten. Damit eignet sich die Anlage für eine Vielzahl an Schweißanwendungen.

Besondere Merkmale:

  • Schweißnahtbreite bis zu 100 µm
  • Hochdynamisches Scannersystem
  • Laserspotdurchmesser von 38 µm 
  • Scannersystem integriert mit »infinite field of view«
  • Material: Titan, Edelstahl, Aluminium und Nickel in Form von Blechen

Präzisionsschneiden

Ausgestattet mit einer Dauerstrich-Laserquelle und einer Optik zum Präzisionsschneiden, kann die Anlage für einen gasunterstützten Laserschneidprozess verwendet werden.

 

Besondere Merkmale:

  • Schnittbreite bis zu 20 µm
  • Geometrische Toleranz < ± 50 µm
  • Laserspotdurchmesser von 35 µm
  • Materialdicke 0,020 mm bis 2 mm
  • Material: Titan, Edelstahl, Aluminium und Nickel in Form von Blechen

Datenschutz und Datenverarbeitung

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Lasertechnologien für Brennstoffzellen und Elektrolyseure

Ein Anwendungsfeld, an dem sich die hohe Präzisionsleistung unserer Laserprozesse aufzeigen lässt, ist die Herstellung von Brennstoffzellen und Elektrolyseuren. Im Zuge der Energiewende werden diese Produkte eine steigende Marktnachfrage verzeichnen. Um den Bedarf zu decken, müssen industriereife Produktionsanlagen aufgebaut werden, mit denen sich Bipolarplatten effizient und nachhaltig schneiden und schweißen lassen. Darüber hinaus eignet sich unsere Lasertechnologie auch für weitere Wasserstoffkomponenten: Membranelektrodeneinheiten (MEA) und poröse Transportschichten (PTL) schneiden wir mit dem Laserstrahl präzise und schnell.

Unsere Leistungen im Überblick

  • Machbarkeitsuntersuchungen
  • Rapid Prototyping von Komponenten
  • Individuell konfigurierte Lasersysteme für stationäre und kontinuierliche Prozesse
  • Modulare Systemlösungen
  • Anwendungsbezogene Prozessentwicklung
  • Vorserien-Tryout