成形可能ハイブリッドコンポーネントのためのレーザプロセス

July, 19, 2023, Hannover--ハイパフォーマンスコンポーネントが必要なところにだけに高価な材料を使う。これは、Collaborative Research Centre SFB 1153 “Tailored Forming”の考えである。LZHの研究者は、2レーザベースプロセスを研究している。

ハイブリッド半製品は、材料とコスト削減になる。コンポーネントのその部分が、後の利用で高需要があり、したがって、例えば耐摩耗性でなければならない、特に高価な材料でできている場合である。Collaborative Research Centre SFB 1153 “Tailored Forming”は、負荷適応ハイブリッド固体コンポーネントのために斬新なプロセスチェーンを開発している。半製品が、最初に結合され、次に形成されるプロセスである。この目的のためにLZH、2レーザベースプロセスについての研究を行っている。

USレーザビーム溶接により成形可能半製品を製造
Joining and Cutting of Metalsグループは、超音波アシストレーザビーム溶接プロセスを使い亀裂のない成形可能半製品を作ることができた。研究チームは、スチールｰスチール、スチールｰニッケルなど様々な混合物でできたシャフトを溶接した。重点は、いかにして亀裂を回避できるかであった。また溶接工程のどのパラメタが、溶接溶け込みの深さ、溶接補強などの品質特性に影響するかであった。

Collaborative Research Centreの第3期資金調達でグループは、特に、レーザパワー変調によりプロセス安定性向上を確実にすることを考えている、半製品の製造で反復可能な確かな品質を達成するための工程制御を開発することを考えている。加えて､超音波後処理によりコンポーネントの機械的応力を低減する必要がある。

レーザ蒸着溶接は、コンポーネントの局所応力を考慮
Machines and Controlsグループは、局所的、負荷適応特性プロファイルを備えた新しいコンポーネントの研究を行っている。この目的のためにグループは、レーザホットｰワイヤ蒸着溶接を利用して、コストがかかる、高強度材料をコーティングに適用した。特に、動作中に高負荷を受けるコンポーネント領域のコーティングに適用した。応用例は、歯車の歯面。この方法で、高品質、ハードコーティングが適用でき、コーティングの特性は、特に材料選択の影響を受けた。

次のステップでは、グループは、蒸着溶接における品質保証のためのプロセスモニタリングの開発を考えている。この目的のために､溶接工程で生成される第2放射が、特殊なセンサ技術で計測され、コーティング特性の予測を導き出せるように、マシンラーニング法で分析される必要がある。目標は、プロセスにおけるコーティングの非破壊品質制御である。