Laserbearbeitung in der Serienfertigung – präzise, effizient und prozesssicher
Drei unterschiedliche Verfahren: Laserbearbeitung bei EMAG
Laserschweißen: Gewichtsoptimierte Bauteile ohne Nacharbeit
Das Laserschweißen ermöglicht das Fügen von Präzisionsbauteilen mit minimalem Wärmeeintrag und hoher Reproduzierbarkeit. Besonders im Getriebebau – etwa beim Verbinden von Schaltrad und Kupplungskörper – sorgt das Verfahren für kompaktere Bauteile und geräuscharme Schaltgetriebe. Da die Teile vor dem Schweißen fertig bearbeitet werden können, entfällt eine aufwendige Nachbearbeitung. Die EMAG ELC-Laserschweißmaschinen sind auf standardisierten Plattformen aufgebaut und lassen sich flexibel zu bauteilspezifischen Fertigungssystemen konfigurieren.
Laserreinigung: Schnell, wartungsarm und direkt in die Linie integrierbar
Die Laserreinigung verdampft Verunreinigungen – darunter Kühlschmierstoffe, Oxide und Schmutzpartikel – hochenergetisch und ohne den Einsatz von Reinigungsmitteln. Entstehende Rückstände werden abgesaugt und durch Filter- oder Katalysatorsysteme neutralisiert. Das Ergebnis: eine prozesssichere, rückstandsfreie Oberfläche, die ideal für nachfolgende Bearbeitungsschritte wie das Laserschweißen vorbereitet ist. Da das Verfahren vollständig in Fertigungssysteme integrierbar ist, entfallen langer Teiletourismus und kostenintensive Nebenzeiten.
Laserbeschichten: Hochwertige Schutzschichten für höchste Beanspruchung
Das Laserbeschichten (LMD – Laser Metal Deposition) erzeugt metallurgisch gebundene Schutzschichten mit definierter Geometrie und hoher Haftfestigkeit. Ein zentrales Anwendungsfeld ist die Bremsscheibenfertigung: Mit poren- und rissfreien Hartmetallschichten lässt sich die Lebensdauer von Bremsscheiben verdoppeln und der Bremsstaub auf das Niveau der Euro-7-Grenzwerte reduzieren. Je nach Fahrzeugklasse stehen Einschicht- und Zweischichtsysteme zur Verfügung. Die hohe Pulverausnutzung von bis zu 95 % macht das Verfahren zudem ressourceneffizient.
Vorteile
- Minimaler Bauteilverzug: Die exakt dosierbare Energie des Laserstrahls sorgt für einen geringen Wärmeeintrag und damit für verzugsarme, maßhaltige Bauteile.
- Vollständige Prozessintegration: Laserschweißen, Laserreinigung und Laserbeschichten lassen sich nahtlos in bestehende Fertigungslinien integrieren – ohne Teiletourismus und mit kürzesten Taktzeiten.
- Keine Verbrauchsmittel bei der Reinigung: Die Laserreinigung kommt ohne Reinigungsmittel aus, erzeugt keine Reststoffe und ist wartungsarm – das senkt Betriebskosten und schont die Umgebung.
- Hohe Schichtqualität beim Beschichten: Das LMD-Verfahren erzeugt metallurgisch gebundene, poren- und rissfreie Schichten mit einer Pulverausnutzung von bis zu 95 % – ressourceneffizient und reproduzierbar.
- Neue Konstruktionsfreiheit durch Laserschweißen: Das Fügen unterschiedlicher Werkstoffe – etwa Gusswerkstoffe mit Einsatzstählen – ermöglicht neue Bauteilgeometrien und leichtere Konstruktionen für effizientere Fahrzeuge.
- Digital überwachbare Prozesse: Prozessparameter wie Schichtdicke, Laserleistung und Schmelzbadgröße können inline erfasst werden – für eine lückenlose Qualitätssicherung in der Serienfertigung.
Fragen und Antworten
- Wie funktioniert die Laserbearbeitung grundsätzlich?
- Für welche Bauteile und Werkstoffe ist die Laserbearbeitung geeignet?
- Welche EMAG Laserbearbeitungsverfahren sind verfügbar?
- Wie sieht eine typische Prozesskette mit Laserbearbeitung aus?
- Welche Maschinen setzt EMAG für die Laserbearbeitung ein?
- Welche Qualitäts- und Toleranzanforderungen sind bei der Laserbearbeitung erreichbar?
- Welche wirtschaftlichen Vorteile bietet die Laserbearbeitung in der Serienfertigung?
Bei der Laserbearbeitung wird ein hochenergetischer Laserstrahl eingesetzt, um Werkstoffe gezielt zu fügen, zu reinigen oder zu beschichten, und das mit minimalem Wärmeeintrag und hoher Reproduzierbarkeit. Je nach Verfahren wird der Laserstrahl zum Aufschmelzen von Material (Schweißen), zum Verdampfen von Verunreinigungen (Reinigen) oder zum Aufschmelzen von Metallpulver auf Bauteiloberflächen (Beschichten) genutzt. Die exakt dosierbare Energie macht die Laserbearbeitung besonders geeignet für Präzisionsbauteile in der Serienfertigung.
Die Laserbearbeitung eignet sich für ein breites Spektrum metallischer Werkstoffe, darunter Stahl, Gusseisen, Edelstahl und verschiedene Legierungen. Typische Bauteile sind Getriebekomponenten wie Schaltrad und Kupplungskörper (Laserschweißen), Bremsscheiben (Laserbeschichten) sowie Teile, die vor einer Weiterbearbeitung von Kühlschmierstoffen und Oxiden befreit werden müssen (Laserreinigung). Das Verfahren ist besonders dann vorteilhaft, wenn enge Toleranzen einzuhalten und Verzüge zu minimieren sind.
EMAG bietet drei komplementäre Laserbearbeitungsverfahren an: das Laserschweißen für das Fügen von Antriebsstrang- und Fahrwerksbauteilen, die Laserreinigung als platzsparende Alternative zu konventionellen Waschmaschinen sowie das Laserbeschichten (LMD) für die Erzeugung funktionaler Schutzschichten. Alle drei Verfahren lassen sich in standardisierte Fertigungssysteme integrieren und aufeinander abstimmen.
Eine praxisbewährte Prozesskette beginnt mit der Vorbearbeitung der Einzelteile, gefolgt von einer Laserreinigung zur rückstandsfreien Vorbereitung der Füge- oder Beschichtungsflächen. Anschließend erfolgt entweder das Laserschweißen oder das Laserbeschichten zur Erzeugung verschleißfester Oberflächen. Bei beschichteten Bremsscheiben schließt sich ein Schleifprozess an, der die Oberflächenrauheit auf die geforderten Maßtoleranzen bringt. Die gesamte Kette ist dabei auf minimale Nebenzeiten und eine Inline-Qualitätssicherung ausgelegt.
Für das Laserschweißen setzt EMAG auf die ELC-Maschinenbaureihe, die auf standardisierten Plattformen basiert und bauteilspezifisch konfiguriert werden kann. Das Laserbeschichten erfolgt unter anderem auf der ELC 450 LMD, die speziell für die Beschichtung von Bremsscheiben in der Serienfertigung ausgelegt ist. Die Laserreinigungsmodule sind kompakt gebaut und lassen sich direkt in bestehende Fertigungssysteme integrieren. Sprechen Sie uns an – wir beraten Sie zur passenden Maschinenkonfiguration für Ihre Anwendung.
Beim Laserschweißen ermöglicht der geringe Wärmeeintrag verzugsarme Verbindungen, die direkt zur Montage genutzt werden können – ohne Nacharbeit. Beim Laserbeschichten werden Schichtdicken von 100–250 µm mit poren- und rissfreier Qualität erzeugt; durch den anschließenden Schleifprozess wird die Oberflächenrauheit von 60 µm auf die funktional erforderlichen 5 µm reduziert. Die Laserreinigung erreicht eine prozesssichere Sauberkeit ohne Reinigungsmittelrückstände. Alle Prozessparameter lassen sich inline überwachen und dokumentieren.
Die Laserbearbeitung senkt die Gesamtbetriebskosten auf mehreren Ebenen: Die Laserreinigung entfällt ohne Verbrauchsmittel und Reststoffentsorgung. Beim Laserbeschichten reduziert eine Pulverausnutzung von bis zu 95 % den Materialverlust erheblich. Durch datenbasierte Prozessintegration lässt sich der Schleifscheibenverschleiß des nachfolgenden Schleifprozesses um bis zu 30 % senken. In Summe ergibt sich eine deutlich effizientere Prozesskette mit kürzeren Taktzeiten und höherer Anlagenauslastung.
Technologien
Technologien
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