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Cladding und Additive Fertigung mit Kupfer

Durch den blauen Laser wird das Kupferauftragschweißen sowie die Additive Fertigung von Buntmetallen ermöglicht.

Kupferauftrag­schweißen – Das Verfahren

Der blaue Laser konnte auch beim Auftragschweißen mit Kupferpulver bereits in ersten Testläufen überzeugen. Bei diesem Verfahren - auch Laser Cladding genannt - wird auf der Oberfläche des Werkstücks durch den blauen Laserstrahl ein Schmelzbad erzeugt. Mithilfe einer Pulverdüse wird zeitgleich das Kupfer hinzugefügt, sodass dieses im selben Strahl aufgeschmolzen werden kann. Nach einer kurzen Auskühlzeit sind Werkstück und Kupferpulver nun metallurgisch miteinander verbunden. Darüber hinaus verursacht der Schweißprozess nur einen sehr geringen Verzug und die Beschichtung ist extrem strapazierfähig. Auch hier ähnelt das Verfahren dem des Lasers im infraroten Wellenspektrum. Außerdem ist der Auftrag wegen der physikalischen Eigenschaften von Kupfer elektrisch leitend.

Vorteile des Auftragschweißens (Cladding) und der Additiven Fertigung mit Kupferpulver

Der blaue Laser eignet sich besonders gut für das Auftragschweißen bzw. für die additive Fertigung mit Kupfer. Die geringe Energieabsorption (niedriger als 10%) von hochreflektierenden Metallen wie Kupfer oder Gold im Wellenlängenbereich von 1.000 nm, erweist sich für Standard-IR-Laser als große Herausforderung. Die erforderlichen hohen Anfangsintensitäten induzieren Prozesse, die oft durch turbulente Schmelzbäder und Spritzerbildung gekennzeichnet sind und bei der Verarbeitung von elektrischen Bauteilen kritische Faktoren darstellen.

Hier erzielt der blaue Laser bei der Kupferverarbeitung exzellente Ergebnisse, weil mehr als 50% Absorption erreicht werden. Wir erhalten einen enorm ruhigen Prozess, der keiner zusätzlichen Leistungskontrolle bedarf. Im Prozess wird eine Pulvereffizienz von bis zu 70% erreicht, was für kupferbasierte Bauteile außerordentlich gut ist. So lassen sich auch Werkstücke aus Stahlwerkstoffen herausragend mit Kupferpulver bearbeiten.

Allerdings ist der blaue Laser nicht nur auf die Verarbeitung für Buntmetalle limitiert. Exzellente Ergebnisse lassen sich auch bei der Verarbeitung von anderen Metallen, wie zum Beispiel Stahl oder Nickel, erzielen.

Additive Fertigung mit Kupfer und seinen Legierungen

Die technischen Vorzüge auf einen Blick

  • Laserleistung (CW) im Kilowatt Bereich bei einer Wellenlänge von 450 nm
  • Schnelle Leistungsregelung und Leistungsmodulation
  • Optimierte Absorbtion bei stark reflektierenden Metallen
  • Praxiserprobte Systemarchitektur
  • Sehr stabiler Prozess mit ruhigen Schmelzbadeigenschaften
  • Schweißen von gestapelten dünnen Folien und Kupferblechen
  • Schweißen beziehungsweise Fügen von unterschiedlichen Metallen
  • 19-Zoll-Rackmontage zur einfachen Integration des blauen Laser in vorhandene Systeme
AM-blue graphics by Laserline diode lasers

Pulver Wirkungsgrad: >80%

Aufbau: Reines Kupfer-Schüttgut

Dichte: > 99,8%

Unterstützt von DMG MORI Ultrasonic Lasertec GmbH

Diodenlaser zur Buntmetall-Bearbeitung

Welche Lasersysteme eignen sich besonders zum Kupfer-Laserauftragschweißen und zur Bearbeitung von Gold sowie anderen Buntmetallen? Hier finden Sie eine Auswahl.

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