Nicht um Lasersintern, sondern im Prinzip um einen Schweißvorgang handelt es sich beim Laserformen. Aus reinem Metallpulver entstehen so hochkomplexe Werkzeuge, die nicht die Nachteile lasergesinterter Werkzeuge besitzen. Auch defekte Formen lassen sich so reparieren.
Den schnellen Werkzeugbau im Visier hat die Ditzinger Trumpf GmbH + Co. KG (Halle 8, Stand F22). Metallene Bauteile oder Bauteilsegmente sollen sich direkt aus 3D-CAD-Modellen erzeugen lassen, indem reines Metallpulver ohne Bindemittel schichtweise mit dem Laser aufgeschmolzen wird. Trumpf nennt das Verfahren Laserformen und leitet daraus zwei generative Laserverfahren ab:
- das Direkte Laserformen aus dem Pulverbett und
- Direct Metal Deposition (DMD) mit einer Pulverdüse.
Typische Anwendungsgebiete sind die Herstellung, Reparatur und Formänderung von Werkzeugen.
Mit dem Direkten Laserformen werden komplette Formen aus dem Pulverbett auf einer Trägerplatte aufgebaut. Dazu schmilzt der Laserstrahl das schichtweise aufgebrachte Metallpulver entsprechend der berechneten Querschnittsfläche des CAD-Modells auf. Da es sich dabei um einen Schweißvorgang handelt, wird der Prozess unter Schutzgas-Atmosphäre durchgeführt. Die Temperierung der Trägerplatte und spezielle Programmierstrategien für die Laserbahn sollen Verzug und Eigenspannungen in den Bauteilen verringern. Aufgrund des Verfahrensprinzips können nach Angaben von Trumpf Metallteile mit komplexen Geometrien hergestellt werden, die sich mit herkömmlichen Verfahren nur schwer oder gar nicht fertigen lassen. Das Direkte Laserformen soll sich insbesondere zum Herstellen von Spritzgusswerkzeugen aus Werkzeugstahl mit konturnahen Kühlkanälen eignen. Die Maschinen für das Verfahren tragen die Bezeichnung Trumaform LF.
Geht es eher um das Reparieren von Werkzeugen oder das Veredeln von Oberflächen, kommt das zweite Verfahren zum Einsatz. Mittels Direct Metal Deposition wird ein definiertes Volumen eines metallenen Werkstoffs schichtweise auf eine bestehende Form mit dem Laser aufgeschweißt. Koaxial zum Laserstrahl wird Metallpulver auf das Bauteil gesprüht und aufgeschmolzen. Das Verfahrensprinzip erlaubt auch das Mischen und Auftragen verschiedener Metallpulver auf andersartige Grundmaterialien, so dass sich die physikalischen Eigenschaften der Bauteiloberflächen gezielt verbessern lassen. Auch die Bearbeitung von größeren Bauteilen ist möglich: Das Verfahren ist bereits auf einer Fünf-Achs-Laseranlage implementiert, die einen Arbeitsraum von 750 mm x 1000 mm x 2000 mm aufweist.
Mobile Laser-Handschweißgeräte ermöglichen darüber hinaus das Bearbeiten von sehr großen und schweren Werkstücken, die nicht bewegt werden sollen. Hier wird die Schweißeinrichtung zum Werkstück gebracht und nicht umgekehrt: Die Bearbeitungsoptik lässt sich von Hand führen und kann daher der Lage der Schweißstelle angepasst werden. Eine im Bearbeitungskopf installierte Kamera visualisiert den Arbeitsbereich. Der Prozess kann vom Bediener vergrößert auf einem Monitor beobachtet werden. Nach Angaben des Herstellers eignet sich das Laserschweißen gut für Spritzgießwerkzeuge, da die Nacharbeit gering ausfällt. co
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