Randschichthärten von Großwerkzeugen mit dem 4 kW Diodenlaser*

Autor: Dierken, R., Gropp, S., Kugler, P., Gottschling, S., Hoffmann, P.
Zdroj: Journal of Heat Treatment and Materials: HTM; April 2022, Vol. 56 Issue: 1 p51-54, 4p
Abstrakt: Für das Randschichthärten von Bauteilen und Werkzeugen wird neben dem Induktionshärten immer noch das Flammhärten eingesetzt. Das Laserstrahlhärten kommt zwar vereinzelt schon zur Anwendung, der große industrielle Durchbruch ließ jedoch bislang aufgrund hoher Investitionskosten auf sich warten. Durch die Entwicklung von Diodenlasern im Hochleistungsbereich konnten in jüngster Zeit temperaturgeregelte Laserstrahlhärteanlagen aufgebaut werden. Diese stellen beim Randschichthärten eine flexible, prozesssichere und relativ kostengünstige Alternative im Vergleich zu den bisherigen Laseranlagen sowie zu den konventionellen Formen der Wärmebehandlung dar. Im Vergleich zum Laserstrahlhärten mit CO2- oder Nd:WAG-Lasern besitzen Diodenlaser bei der Strahlerzeugung einen um eine Größenordnung höheren elektrischen Wirkungsgrad. Zusätzlich zeichnen sie sich durch ein verbessertes Einkoppelverhalten bei Eisenmetallen aus. Damit erhöht sich der Gesamtwirkungsgrad des Laserhärteprozesses mit dem Diodenlaser deutlich. Die geringe Baugröße des Lasers erlaubt die Adaption an einen Industrieroboter als kostengünstige Lösung einer 3D-Führungsmaschine und ermöglicht so den flexiblen Einsatz sowohl zur Positionierung bei der Serienfertigung kleiner Bauteile als auch bei der Bearbeitung von Einzelstücken des Großwerkzeugbaus. Beispielhaft wird die Bearbeitung mit dem 4 kW-Diodenlasersystem an Großwerkzeugen für den Kunststoffspritzguss und für die Blechbearbeitung gezeigt.
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