Verfahren

Weniger Verzug bei hohen Temperaturen

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Mit bis zu 2,5 kW wird die Bearbeitungsebene unabhängig von der Bauhöhe vorgeheizt. Bild: Fraunhofer ILT/Volker Lannert
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Das Fraunhofer ILT und die RWTH Aachen haben ein Verfahren entwickelt, bei dem das Bauteil im Pulverbett mit Laserdioden erhitzt wird. Dadurch tritt weniger Verzug auf und es lassen sich höhere Teile generieren.

Neue Werkstoffe, höhere Teile und weniger Verzug – das sind die Vorteile des neuen Verfahrens, das das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT (Halle 3.0, Stand E70) in Kooperation mit dem Lehrstuhl für Technologie Optischer Systeme TOS der RWTH Aachen entwickelt hat. Mit der Laser Powder Bed Fusion (LPBF), bekannt als Laserstrahlschmelzen, lassen sich Teile mit weniger thermisch induzierten Spannungen aufbauen als mit konventioneller Prozesstechnik.

Dazu wird ein Array von sechs vertikal emittierenden Laserbarren (VCSEL) mit je 400 W Leistung in der Prozesskammer installiert. Mit Infrarotstrahlung bei 808 nm kann dieses Array das Bauteil während des Aufbauprozesses von oben auf mehrere 100 °C erhitzen. Die Barren werden einzeln angesteuert, sodass auch Abfolgen verschiedener Muster möglich sind. Der Prozess wird dabei mit einer Infrarotkamera überwacht.

Durch die VCSEL-Heizung verringert sich der thermische Gradient und somit die Spannungen. Zudem ergeben sich Möglichkeiten für besonders schwierige Werkstoffe. So sollen Bauteile aus Titan-Aluminiden hergestellt werden. Dafür wird das Bauteil auf circa 900 °C erhitzt. Solche Teile kommen zum Beispiel im Heißgasbereich von Turboladern vor.

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