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Die offizielle Messevorschau gibt Ihnen einen Vorgeschmack auf die technologischen Neuerungen und die Vielzahl an Maschinen, Systemen und Dienstleistungen, die im Oktober in Hannover gezeigt werden. Hunderte von Ausstellern geben hier detaillierte Produktbeschreibungen und Insider- Willkommen Informationen über ihre Exponate. Die Messevorschau enthält auch eine vollständige Ausstellerliste und nützliche Tipps zu Anreise und Besuch auf der Messe. Der Laser hat sich in den letzten zwei bis drei Jahrzehnten auf Grund seiner vielfältigen technologischen Vorteile wie präzise Energieeinbringung, Flexibilität und hervorragende Automatisierbarkeit in der Blechbe- und verarbeitung etabliert. Wachstumsraten von mehr als 10 % p.a. verdeutlichen das enorme Potenzial der Lasertechnologie. Dabei stellt der Automobilbau seit Jahren den Haupteinsatzbereich für die Lasertechnologie dar. Insbesondere Blechstärken um 2 mm sind hier ideale Werkstücke für die Lasermaterialbearbeitung. Auf Grund der vergleichsweise hohen Investitionskosten von mehr als 150.000 € für Strahlquellen mit mehreren kW Laserleistung im Dauerstrichbetrieb, welche bspw. für das Laserstrahlschweißen geeignet sind, blieb das Werkzeug Laser häufig dagegen dem Einsatz in kleinen- und mittelständischen Unternehmen (kmU) vorenthalten. Aktuelle Forschungsarbeiten zeigen jedoch, dass sich durch Einsatz gepulster Nd:Y<strong>AG</strong>-Lasersysteme mit einer mittleren Leistung von 100 bis 250 W auch bei geringeren Losgrößen wirtschaftlich arbeiten lässt. Die Investitionskosten lassen sich hierbei auf 40.000 bis 80.000 € reduzieren. Mit geeigneten Fertigungsstrategien und Einstellung der Parameter Pulsform, Pulsenergie, Pulsüberlappung, Schweißgeschwindigkeit und Strahlintensität können mit den gepulsten Lasersystemen Schweißnähte erzeugt werden, die den mit Dauerstrichlasern erzeugten Schweißnähten im Hinblick auf Nahtgeometrie und Nahtfestigkeit entsprechen. Durch das gepulste Nahtschweißen wird jedoch nicht nur das Laserstrahlschweißen für kmU zugänglich gemacht - durch die geringe Wärmeeinbringung kann darüber hinaus die Bearbeitung dünner und kritischer Materialien erfolgen, welche auf Grund von Verzug oder metallurgischen Problemen mit herkömmlichen dauerstrichbetriebenen Systemen nicht zu bearbeiten wären. Besonders Hersteller von Sensoren, Elektrobauteilen und Behältern profitieren von diesen neuen Schweißstrategien. 2 www.euroblech.de Unter dem diesjährigen Motto "Qualität, Flexibilität, Produktivität" zeigt die EuroBLECH 2008 innovative Lösungen, um Fertigungsprozesse den Anforderungen eines globalen Marktes anzupassen. Wir wünschen Ihnen eine angenehme Lektüre und freuen uns darauf, Sie auf der EuroBLECH 2008 willkommen zu heißen. Lichtblicke der Blechbearbeitung: Neue Entwicklungen im Bereich der Laserverfahren Beschränkt wird der Einsatz des Lasers häufig durch die erreichbaren Toleranzen der vorgeschalteten Arbeitsschritte. Auf Grund lasertypisch kleiner Schmelzbäder können nur geringe Spalte überbrückt werden. Abhilfe kann hier die Kombination der Werkzeuge Laser und Lichtbogen zu einem gemeinsamen Schweißverfahren bieten. Die gute Spaltüberbrückung sowie die Bereitstellung von flüssigem Zusatzmaterial machen den Lichtbogen zu einem idealen Partner für den Laser. Die hohe Schweißgeschwindigkeit des Lasers kann beibehalten werden während der Lichtbogen seine Vorteile mit einbringen kann. Bisherige Laserstrahlquellen mit relativ geringer Ausgangsleistung eigneten sich nur für die Bearbeitung dünner Bleche. Besonders die LGS-Verfahren, ohne Laserführung (unten) und mit Laserführung (rechts) V s Laserstrahl angedeutet V s 10mm Entwicklung neuer brillanter Laser im Multikilowattbereich lässt jedoch zukünftig auch den Einsatz der hybriden Laser-Lichtbogenverfahren bei größeren Blechstärken erwarten. Während der CO2-Laser bereits seit langem im Schiffbau eingesetzt wird, um flache Dickbleche miteinander zu verbinden, geben fasergeführte Laser dem Hybridschweißen neue Freiheitsgrade. So ist ein Eintauchen in ein dreidimensionales Bauteil durch robotergeführte Bearbeitungsköpfe Stand der Technik. Die Märkte der hierfür benötigten Hochleistungslaser liegen vor allem in den zwei Wachstumsbranchen Transport und Energie. Gerade zum Bau von Windkraftanlagen und Pipelines bedarf es Fügeverfahren, mit denen große Bauteile bearbeitet werden können und die gleichzeitig wirtschaftlich kurze Produktionszeiten gewährleisten. Die technologischen Eigenschaften der produzierten Bauteile lassen sich durch angepasste Parameter des Hybridprozesses nach Belieben einstellen, womit Stahlwerkstoffe bis hin zum S<strong>13</strong>00 schweißbar sind. Somit werden z.B. im Nutzfahrzeugbau 10mm gewichtsoptimierte Schweißkonstruktionen möglich, die eine Erhöhung der Zuladung zulassen, ohne die erlaubten Achslasten zu überschreiten. In vielen Bereichen konkurriert das Laserstrahlschweißen mit dem konventionellen Lichtbogenschweißen. Letzteres ist vor allem kostengünstig, jedoch für höher- und hochfeste Stähle nur bedingt einsetzbar, da die bei der Herstellung der Stähle aufwändig eingestellten Werkstoffeigenschaften in der Regel zerstört werden. Das Hybridschweißen ist wegen der
Kurzporträts der Aussteller nach Hallen 4 - 57 Ausstellerliste 58 - 62 Anreise, Tickets & Unterkunft 63 Produkte und Dienstleistungen 64 Geländeplan 64 Serviceangebot vor Ort 64 Wichtige Informationen 64 Investitionskosten für kmU ebenso wie der reine Laserschweißprozess nur begrenzt einsetzbar. Doch bei einer Kombination aus Lichtbogen- und Laserprozess muss der Laser nicht zwangsläufig die Aufgabe des Schweißens übernehmen, sondern kann auch zur Stabilisierung und zur Lenkung des Lichtbogens eingesetzt werden. Das grundlegende Prinzip des lasergeführten und stabilisierten Schweißens (LGS) beruht auf der Wechselwirkung des Lichtbogens mit dem Laserstrahl, wobei der benötigte Anteil der Laserleistung zur Gesamt - energiebilanz nur 10-20 % beträgt. Mittels eines in der Wellenlänge speziell auf den Lichtbogen - prozess abgestimmten Diodenlasers ist eine Steigerung der Vorschub geschwindigkeit des MSG-Schweißprozesses auf Stahlwerkstoffen um bis zu 60 % realisierbar. Die Steigerung der Schweißgeschwindigkeit erzielt eine geringere Wärmeeinbringung, die sich neben einer gerin - geren Beeinflussung der Werkstoff gefüge vor allem in geringeren Wärmeverzügen widerspiegelt. Eine weitere Möglichkeit, die Stabilisierung des Lichtbogens auszunutzen, liegt in der Fertigung schlankerer Schweißnähte. Bei Steigerung der Schweißgeschwindigkeit, bei gleichzeitig stabilem Lichtbogen, können schmale Nähte erzeugt werden, die ansonsten nicht mit einem Lichtbogenprozess zu realisieren wären. Für das LGS-Verfahren sind die Investitionskosten deutlich geringer, da für die Lichtbogenstabi lisierung nur geringe Laser leistungen von wenigen 100 W installiert werden müssen. Im Bereich der Trenntechnik von Blechen ist der Laser seit Jahren etabliert. Wachstumspotenzial bietet hier vor allem die Integration in neue Fertigungsprozesse. Ein Beispiel ist der Einsatz des Lasers zum Trennen von Blechen im Rahmen des flexiblen Rollformprozesses, dessen weite Verbrei - tung insbesondere in der Automobilindustrie in den nächsten Jahren erwartet werden kann. Hierzu führt ein Konsortium aus 22 Partnern und 6 Ländern For - schungsarbeiten im integrierten Projekt PROFORM durch. Die Notwendigkeit für den Lasertrennprozess liegt hier in der veränderlichen Kontur des umgefor - mten Profils, wobei im Vergleich zu konventionellen Verfahren die Flexibilität und Verschleißfreiheit positiv zu Buche schlagen. Im Rahmen des Rollform - prozesses kann der Laser jedoch nicht nur die Aufgabe des Trennens übernehmen. Die Rollform - industrie steht stets unter dem Zwang, die geforderten Formgenauigkeiten von rollgeformten Bauteilen z.B. für die Automobilindustrie ein - zuhalten. Durch den zunehmenden Einsatz von hochfesten Stählen im Karosseriebau steigen die Anforderungen an die Bauteilfertigung. Erhöhte Umformkräfte und die Rückfederung nach dem Rollformprozess erfordern eine gute Anlageneinund -nachstellung. Hier kann der Laser durch Induzierung thermischer Spannungen als Biegewerk - zeug für kleine Umformgrade zum Einsatz kommen. Doch auch über das Schweißen und Trennen hinaus existieren vielfältige Einsatzgebiete für das Werkzeug Laser in der Blechbearbeitung. Ein Beispiel stellt das Auftragschweißen von Metall- Keramik-Verbundschichten auf sehr dünnen Blechen mit Stärken von 0,1 und 0,2 mm, wie sie für Stanzmatrizen in der papierverarbeitenden Industrie verwendet werden, zur Erzeugung von Konturen dar. Ziel ist dabei die Verbesserung der tribologischen Eigenschaften und die Reduzierung der Oberflächenadhäsion durch lokale Verstärkung der Blechoberfläche mit Stahl-Matrixpulver und keramischen Nanopartikeln. Dem Prozess des Auftragschweißens werden Partikel mit einer Größenordnung von etwa 50-200 nm zugeführt. Im Rahmen aktueller Forschungsarbeiten wird untersucht, inwieweit das Auftragschweißen ohne Verzug der Bleche möglich ist. Der Laser wird in der Blechbearbeitung jedoch nicht nur zur Materialbearbeitung des Werkstücks, sondern auch zur Modifikation der Werkzeuge eingesetzt. Durch den zunehmenden Einsatz von Aluminium- und hochfesten Stahlblechen im Leichtbau steigen die Anforderungen an die Umformwerkzeuge. So treten z.B. bei den Werkzeugen zum Scherschneiden komplexe tribologische und mechanische Beanspruchungen beim Schneidprozess auf, die wiederum einen erhöhten abrasiven bzw. adhäsiven Verschleiß der Schneidwerkzeuge zur Folge haben. Hier kann das Laserstrahldispergieren Abhilfe leisten, indem die Werkzeuge mit gradierten Dispersionsschichten versehen werden. Mit Hilfe der mit Zirkondioxid dispergierten Schneidwerkzeuge können längere Standzeiten erreicht werden, wodurch Produktions - ausfälle aufgrund von Werkzeugwechseln und die Kosten für neue Werkzeuge verringert werden. Durch die schnellen Aufheiz- und Abkühlraten des Laserprozesses wird die Härte im dispersionschicht - Inhalt nahen Bereich des Werkzeugs gegenüber derjenigen im Grundmaterial erhöht, was eine verbesserte Stützwirkung für die Dispersionsschicht zur Folge hat. Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass der Laser in der Blechbearbeitung immer vielfältigere Anwendungsgebiete findet. Dabei bleibt der Lasereinsatz durch neue Entwicklungen von brillanten Strahlquellen wie Scheiben- und Faserlaser höchster Ausgangsleistungen und Kombination mit dem Lichtbogenschweißprozess nicht mehr auf das Schweißen dünner Bleche beschränkt. Neue Anwendungsfelder in der Energie- und Transporttechnik können somit erschlossen werden und versprechen weiteres Wachstum. Besonderes Augenmerk liegt dabei immer auf der Erhöhung der Wirtschaftlichkeit, bspw. durch Reduzierung der Investitionskosten, der Nacharbeit oder einer gesteigerten Produk - tivität. Dieses kann durch neuartige Schweiß - strategien im gepulsten Laserschweißverfahren erfolgen oder durch gänzlich neue Verfahrens - ansätze, wie durch das laserstabilisierte Licht - bogenschweißen gezeigt. Neben den etablierten schweiß- und trenntechnischen Anwendungen sind jedoch auch Anwendungen zur Modifikation von Blechoberflächen, zum Laserbiegen und zum Dispergieren von Schneidwerkzeugen für die Blechbearbeitung zu nennen, die nochmals die Flexibilität des Werkzeugs Laser verdeutlichen. Autoren: Dipl.-Ing. Dirk Herzog, Dipl.-Ing. Peter Kallage, Dipl.-Ing. Christian Stahlhut, Dipl.-Ing. André Springer, Dipl.-Ing. Nils Weidlich, Dipl.-Ing. (FH) Christian Hennigs, Dipl.-Ing. Sabine Claußen (Laser Zentrum Hannover e.V.) Laserdispergierprozess an einem Umformwerkzeug 3
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