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DVS Berichte 306 Leseprobe

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Für das Laserstrahlschmelzschneiden bzw. –bohrenin tiefliegenden Konturen wurde eine angepassteGasdüse entwickelt.Mittels Laserstrahlung kann eine Bearbeitunginnerhalb tiefer Kavitäten erfolgen. Dabei wird dieStrahlführung und -kaustig mit Hilfe optischerElemente gezielt an die Bearbeitungsaufgabeangepasst. Zusätzlich ist es notwendig, die Gasdüseso zu gestalten, dass die Schmelze effektiv aus derWirkstelle befördert wird. Mit der SLM-generierten undan den Prozess angepassten Gasdüse konnte diegeforderte Qualität erzielt werden.Bild 5: Anpassung der Düse an die gegebenen RandbedingungenBild 4: Lasergenerierte Schneiddüse (links) im Vergleichzur Standarddüse sowie erzielte Mikrobohrung mit 60 µmDurchmesser (oben)Dazu war es jedoch erforderlich, das Gesamtsysteminsgesamt anzupassen (Bild 5). Zuerst erfolgte eineAnpassung der Außengeometrie der Düse, um diespätere Einsatzstelle erreichen zu können. Im zweitenSchritt wurde die Innenkontur der Düse zum einenströmungstechnisch und zum anderen mit Bezug zurStrahlform optimiert.Mit der optimierten Düse ist es nun möglich, in bis zu80 mm tiefen Kavitäten Mikrobohrungen mit einemAustrittsdurchmesser von 60 µm prozesssicherherzustellen.Eine weitere Gasdüse wurde für das Schneiden mithohen Laserleistungen ausgelegt. Derartige Düsensind infolge der verwendeten Laserleistungen einererheblichen thermischen Belastung ausgesetzt, waseine geringe Standzeit bei Standarddüsen zur Folgehat. Mittels Integration einer internen Kühlung konntedie Standzeit signifikant erhöht werden. Das folgendeBild beinhaltet einen Ausschnitt aus dem CT-Scan dergefertigten Düse. Zum einen ist die Anpassung derInnenkontur an die Strahlform und zum anderen derVerlauf der Kühlkanäle im Düseninneren zu erkennen.Bild 6: Gekühlte Schneiddüse: Ausschnitt aus einem CT-Scan der gefertigten Düse (oben), Düse im Schneideinsatz(unten)5.2 SchweißdüsenNeben Bohr- bzw. Schneiddüsen wurden auchSchleppgasdüsen für Schweißprozesse konstruiert<strong>DVS</strong> <strong>306</strong> 7

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