HICLAD® garantisce un rivestimento laser resiliente con laser ad alte prestazioni
Fraunhofer IWS sviluppa rivestimenti efficienti, veloci e sostenibili per componenti industriali
Elevata velocità di avanzamento, velocità ottimale, grande spot: ormai da diversi anni, il Fraunhofer IWS sviluppa la famiglia di processi HICLAD® per la saldatura a deposizione laser al fine di consentire soluzioni su misura per processi di rivestimento altamente produttivi con laser a diodi ad alte prestazioni. Per fare ciò, i ricercatori coordinano i parametri di distribuzione dell’energia, velocità e velocità di trasporto, tra le altre cose, in modo tale che siano possibili ampie finestre di processo e possano essere tollerate le fluttuazioni nel processo di produzione. “Stiamo ancora ampliando i limiti dell’uso del laser ad alta potenza”, sottolinea il dott. Maria Barbosa, che dirige il reparto di rivestimento termico presso il Fraunhofer IWS. HICLAD® non solo consente rivestimenti funzionali sostenibili che in definitiva aumentano la durata, Migliora la resistenza all’usura e la durata dei componenti lavorati con esso. Il processo porta anche risorse come materiale, tempo e costi nel miglior rapporto possibile. “Consideriamo la funzionalizzazione delle superfici dei componenti in modo olistico e con l’obiettivo di ottenere risultati resilienti e compatibili con l’industria con un uso minimo di materiale e tempi ciclo brevi.” Il componente chiave utilizzato dai ricercatori è l’hardware di misurazione e controllo, alcuni dei quali hanno sono stati sviluppati internamente, con i quali monitorano i processi complessi, ne regolano e controllano la qualità. “Stiamo così dando un contributo importante a una maggiore efficienza delle risorse nell’industria”, aggiunge Maria Barbosa. HICLAD® viene utilizzato, ad esempio, per il rivestimento di materiali duri a base laser di dischi freno, cilindri idraulici e cuscinetti a strisciamento. In futuro, ad esempio, potranno essere rivestiti in modo efficiente anche componenti di grandi dimensioni per l’industria petrolifera, del gas e della carta e per molti altri settori.
Drop rate triplicato con laser da 20kW
La saldatura a deposizione laser è da tempo utilizzata per rivestimenti industriali di alta qualità. Tuttavia, è stato possibile ottenere solo un tasso di applicazione relativamente basso. Tuttavia, questo è fondamentale per la produttività e quindi le aziende hanno utilizzato raramente questo processo per componenti di grandi dimensioni e serie di massa in passato. La situazione è cambiata da quando sono diventati disponibili laser a diodi industriali con dieci, a volte fino a 20 kilowatt di potenza e più, che consentono tassi di applicazione molto più elevati. Tuttavia, l’uso di questi laser ad alte prestazioni richiede anche una competenza di processo speciale. Per molti anni, il Fraunhofer IWS è stato considerato un pioniere nell’uso di laser ad alte prestazioni con classi di potenza in costante aumento, in particolare per la saldatura a deposizione laser. Sulla base di questa esperienza, l’Istituto di Dresda e Laserline hanno ora raggiunto e superato tassi di applicazione con laser a diodi da 20 kilowatt che in precedenza erano possibili solo utilizzando il processo ad arco trasferito al plasma (PTA). I partner hanno anche compiuto progressi significativi rispetto alle soluzioni basate su laser disponibili in precedenza: a seconda del materiale specifico e dell’ugello selezionato, HICLAD® raggiunge velocità di applicazione di 18 chilogrammi all’ora nell’uso industriale. Ad esempio, con una lega di nichel Inconel 625, la produttività può essere più o meno triplicata rispetto a una soluzione laser convenzionale da nove kilowatt. I valori esatti dipendono dallo scenario applicativo specifico. Rispetto alle soluzioni concorrenti con laser ad alta potenza, il processo Fraunhofer IWS è considerato più robusto.
COAXquattro può lavorare polvere e filo contemporaneamente
A differenza della saldatura per accumuli a base di polvere, i processi a base di filo sono stati finora limitati a un massimo di sei kilowatt. Con COAXquattro è ora possibile utilizzare potenze laser fino a 20 kilowatt nella combinazione di filo e polvere. Questo può svolgere un ruolo decisivo nello sviluppo di multimateriali, ad esempio leghe. A seconda delle necessità, diversi materiali possono essere alimentati tramite quattro canali di filo e polvere ciascuno. Inoltre, i tempi di elaborazione relativamente brevi riducono le spese per il personale, i gas protettivi e altri costi operativi. In generale, il sistema è progettato per un uso particolarmente efficiente del materiale e per un controllo di processo molto robusto e flessibile con un’elevata qualità.
Il passo successivo porta alla classe da 45 kilowatt
“Insieme al Fraunhofer IWS, siamo riusciti ad aprire applicazioni concrete per una nuova classe di laser ad alte prestazioni per l’industria”, spiega il dott. Sörn Ocylok del produttore di laser industriali Laserline di Mülheim-Kärlich. “Attualmente stiamo testando l’ulteriore scalabilità dei processi utilizzando una classe di potenza del laser a diodi superiore con attualmente fino a 45 kilowatt di potenza in uscita nelle prove, con l’obiettivo di rendere possibili le prime applicazioni industriali qui nel prossimo futuro”. i partner del progetto presenteranno il loro lavoro congiunto dal 26 al 29 aprile 2022 alla fiera LASER World of PHOTONICS. Tra le altre cose, il Fraunhofer IWS fornirà informazioni su HICLAD®, presenterà l’ugello laser COAXquattro e mostrerà un cuscinetto a strisciamento saldato al laser ad alte prestazioni. Oltre a un laser a diodi da 45 kilowatt, Laserline presenterà anche dischi freno rivestiti mediante saldatura a deposizione laser ad alte prestazioni. Grazie al rivestimento laser di alta qualità, rilasciano meno abrasione e possono quindi aiutare a ridurre l’inquinamento da polveri sottili nell’aria della città.
A proposito di Laserline
Laserline GmbH, con sede a Mülheim-Kärlich vicino a Coblenza, è stata fondata nel 1997. In qualità di produttore leader a livello internazionale di laser a diodi per la lavorazione industriale di materiali, l’azienda è ora diventata l’epitome di questa tecnologia innovativa e può vantare oltre 25 anni di storia aziendale. Più di 5.000 laser a diodi ad alta potenza di Laserline sono attualmente utilizzati in tutto il mondo e stanno dimostrando le loro prestazioni in un’ampia varietà di processi e applicazioni. Laserline impiega attualmente circa 350 persone e ha filiali internazionali negli Stati Uniti, Messico, Brasile, Giappone, Cina, Corea del Sud e India, oltre a rappresentanze in Europa (Francia, Gran Bretagna, Italia) e nella regione Asia-Pacifico (Australia, Taiwan). L’azienda è orientata verso una crescita sostenibile. Con la costruzione di un vasto complesso edilizio nella sede dell’azienda a Mülheim-Kärlich, sono stati creati i requisiti spaziali per il futuro ampliamento dello sviluppo e della produzione. Maggiori informazioni suhttps://www.laserline.com/de-int/.
