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Wednesday, September 21, 2022, TZ 6 12:00 PM Moderne Beschichtungstechnik |
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Lösungsansätze zum Überwachen der Pulverförderung beim Laserstrahlauftragschweißen |
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Tim Königstein / GTV Verschleißschutz GmbH, Deutschland Andreas Wank / GTV Verschleißschutz GmbH, Deutschland Christian Schmengler/ GTV Verschleißschutz GmbH, Deutschland Alexander Hitzek*/ GTV Verschleißschutz GmbH, Deutschland Anika Krause/ GTV Verschleißschutz GmbH, Deutschland Melissa Mülln/ GTV Verschleißschutz GmbH, Deutschland |
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Sowohl für das Laserauftragschweißen als auch für generative Laserverfahren ist die zuverlässige Zufuhr pulverförmiger Ausgangswerkstoffe eine Grundvoraussetzung, um Beschichtungen bzw. Strukturen mit konstanter Qualität herstellen zu können. Diese Forderung muss das Fördersystem unabhängig von Partikelgröße, -form und chemischer Zusammensetzung erfüllen. Darüber hinaus müssen je nach Anwendung sehr unterschiedliche Förderraten realisiert werden. So ist beim Laserauftragschweißen der Trend nach besonders hohen Pulverförderraten zu beobachten, wohingegen bei Reparaturanwendungen unter anderem auch sehr geringe Pulverförderraten gefordert werden. Die zeitlich konstante Pulverzufuhr ist unter anderem wegen variierender Pulverfüllstandshöhen im Pulverbehälter sowie Verschleiß von mit Pulver in Kontakt kommenden Elementen eine große Herausforderung. Um diese Anforderungen zu erfüllen, wurde von der GTV der konventionelle volumetrische Pulverförderer weiterentwickelt und unter anderem um eine Waage erweitert. Mit dieser Waage wird die Masse des Pulvers im Pulverbehälter gemessen und die Massenänderung während der Förderung bestimmt. Durch die Anpassung der Förderscheibendrehzahl wird die Entnahmegeschwindigkeit in einem geschlossenen Regelkreis so angepasst, dass sich die gewünschte Pulverförderrate einstellt. Untersuchungen bestätigen, dass mit dieser Modifikation Verschleiß und unterschiedliche Pulverfüllstandshöhen im Pulverbehälter ausgeglichen werden können, wodurch die Pulverförderstabilität steigt. Beim Laserauftragschweißen mit Mehrstrahldüsen ist die gleichmäßige und konstante Pulverzufuhr über alle Injektoren in hohem Maße für die Schichtqualität verantwortlich. Um dies zu überwachen, wurde von der GTV ein Messwerkzeug entwickelt, das die Pulverinjektion prozessbegleitend am Düsenausgang überwacht. Hierbei wird der Pulverfreistrahl mit einem horizontal ausgerichteten Linienlaser beleuchtet. Die beleuchteten Bereiche werden von einem Kamerasystem erfasst und mittels Bildverarbeitung analysiert. Untersuchungen bestätigen, dass mit diesem Werkzeug ungleichmäßige Partikelinjektionen oder Blockaden einzelner Injektoren erkannt werden können, was ein schnelles Eingreifen in den Prozess ermöglicht. |