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10.03.2020

Bleche gezielt verstärken mit Laserauftragschweißen

Das Automotive Center Südwestfalen (acs), Attendorn, und das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT, Aachen, wollen im Verbundprojekt Laval ein Verfahren validieren,mit dem sich Stahl- und Aluminiumbleche mit Hilfe des Laserauftragschweißens lokal zu verstärken lassen. Es werden noch Mitstreiter gesucht.

In Grundlagenstudien wurde eine Erhöhung der Lastaufnahme fast um das Dreifache nachgewiesen – bei minimaler Gewichtszunahme. Für Laval werden nun Industriepartner mit Problemstellungen aus dem Leichtbau mit Blechwerkstoffen gesucht, für die im Verbundprojekt Lösungen erarbeitet werden sollen.

  • Das Projekt Laval soll das Laserauftragschweißen zu einer prozesssicheren Technik weiterentwickeln, mit der sich Blechhalbzeuge gezielt lokal verstärken lassen. Bild:  Fraunhofer ILT, Aachen

    Das Projekt Laval soll das Laserauftragschweißen zu einer prozesssicheren Technik weiterentwickeln, mit der sich Blechhalbzeuge gezielt lokal verstärken lassen. Bild: Fraunhofer ILT, Aachen

  • Mit dem Laserauftragschweißen lassen sich Verstärkungen mit höchster geometrischer Flexibilität auftragen – gezeigt sind hier eine verstärkte Kragenzugprobe mit Patches aus Stahl (links) und eine nicht verstärkte Probe (rechts). Bild: Fraunhofer ILT, Aachen.

    Mit dem Laserauftragschweißen lassen sich Verstärkungen mit höchster geometrischer Flexibilität auftragen – gezeigt sind hier eine verstärkte Kragenzugprobe mit Patches aus Stahl (links) und eine nicht verstärkte Probe (rechts). Bild: Fraunhofer ILT, Aachen.

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Grundlagenforschung erfolgreich abgeschlossen

Im Jahr 2017 startete das Fraunhofer ILT aus Aachen mit Partnern aus der Industrie und Forschung das mittlerweile erfolgreich abgeschlossene AIF-Projekt »Materialeffiziente Herstellung belastungsangepasster Blechbauteile mit durch Laser additiv aufgebrachten flexiblen Verstärkungszonen«. Im Mittelpunkt standen Grundlagenstudien zur Kombination der klassischen Blechumformung mit dem additiven Laserauftragschweißen.

»Mit Hilfe der Additiven Fertigung haben wir Blechbauteile vor und nach der Blechumformung lokal verstärkt«, erklärt Rebar Hama-Saleh, Wissenschaftler am Fraunhofer ILT. Zwei Anwendungsfälle – ein Kragenzug und der Deckel eines Hydrowandlers – zeigten bereits im Labor das enorme Potenzial dieses Hybridverfahrens auf. Durch lokale Aufdickung des Bleches mit artgleichem Material ließ sich z. B. die Lastaufnahme des Kragenzugs um 264 Prozent erhöhen

Leichtbau neu gedacht dank gezielter Blechverstärkung

Der sogenannte Patch erhöht dabei das Gesamtgewicht um nur 4,3 Prozent. Simulationen und Validierungen bestätigen die Machbarkeit. Es bietet sich daher eine neue Form des Leichtbaus, denn nun lassen sich Bleche deutlich dünner dimensionieren. Die Patches kommen gezielt nur noch an Stellen zum Einsatz, an denen Verstärkung benötigt wird – etwa weil dort ein Gewinde geschnitten werden muss. Dadurch lässt sich auch das akustische NVH-Verhalten des Blechs (Noise, Vibration, Harshness) gezielt optimieren.


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Unternehmensinformation

Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

Steinbachstraße 15
DE 52074 Aachen
Tel.: 0241-8906-109
Fax: 0241-8906-121

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