LTCC

Laser Technologie Kompetenz Zentrum

Laserschweißen ungleicher Werkstoffe

Luxemburg investiert in Laserforschung

Die EU unterstützt die Entwicklung von Direct Energy Deposition (DED), einem komplexen 3-D-Druckverfahren, mit dem vorhandene Werkstücke repariert oder mit Material aufgefüttert werden können, mit dem 3,3 Mio. EUR-Forschungsprojekt „Fafil“. Wissenschaftliche und industrielle Partner aus 4 Ländern entwickeln verschiedene Aspekte dieser Additive Manufacturing (AM) Technologie, die auf Laser- und Drahttechnologie aufbaut. In diesem Projekt wird ein kommerzieller Laserkopf verwendet, der mit einem kontinuierlichen Laserstrahl eine ringförmige Linie erzeugt, die auf der Drahtoberfläche fokussiert ist, so dass der Draht koaxial in das Schmelzbad eingespeist wird. Das gezeigte Material in dem Video ist 308LSi mit einem Drahtdurchmesser von 1 mm und einer spezifischen Zick-Zack-Pfad, der zu einer besonders dünnen Wand führt. Der Draht wird vom Laserstrahl vorgewärmt und anschließend homogen aufgeschmolzen. Dies bietet Flexibilität bei der Scanstrategie und eine Verbesserung der Oberflächenqualität im Vergleich zu additiven Fertigungstechnologien mit Pulver.


Fügen ungleicher Werkstoffe

Der kritischste Fertigungsprozess bei der Fertigung von Li-Ion Batterien ist das Verbinden der Batterie Tabs, die aus Kupfer und Aluminum bestehen. Diese Werkstoffpaarung, ist mit anderen Verfahren nur sehr begrenzt schweissbar. Mit geeigneten Laserparametern können die Batterie Tabs zuverlässig verbunden werden, wodurch sowohl die mechanische Festigkeit, als auch die elektrische Leitfähigkeit und die innere Korrosion, die beim normalen Betrieb der Batterie entsteht, gegenüber den etablierten Fügeverfahren wesentlich optimiert werden. Mit Künstlicher Intelligenz überwachen wir die Prozessqualität.


Laserschweißen von Polymeren mit Leichtbau Metallen

Die Verbindung der unterschiedlichen Werkstoff Eigenschaften ermöglicht eine Vielzahl an innovativen Produkten mit maßgeschneiderten Eigenschaften. Obwohl Metalle und Kunststoffe fertigungstechnisch sehr gut beherrscht werden, ist die Verbindung der beiden Materialien nur begrenzt nutzbar, da stoffschlüssige Fügeverfahren fehlen.
Das Ziel verschiedener Forschungsprojekte am LTCC (Laser Technologie Competence Center) der Universität Luxemburg ist die Untersuchung des laserbasierten thermischen Schweißens von hybriden Polymer-Metall Strukturen. Erste Arbeiten bestätigten bereits die Machbarkeit für ausgewählte Materialkombinationen, so dass sich die weitere Forschung auf die umfassende methodische Untersuchung des Prozesses und die wissenschaftliche Erklärung des Fügephänomens konzentriert. Als Energiequellen werden die Laserstrahlquellen des LTCC eingesetzt, die einen Leistungsbereich von 25 W bis 2 kW abdecken.


>