3D-Hochgeschwindigkeitslaserpolieren von Stählen
Die industriellen Prozesse der metallverarbeitenden Fertigung werden zunehmend automatisiert. Ein Prozess, an dem diese Entwicklung bislang vorüber gegangen ist, ist die Politur komplexer dreidimensionaler Werkstücke. Sie erfolgt bei solchen Bauteilen manuell, wodurch dieser Schritt in der Fertigungskette mit hohen Kosten und wechselnder Qualität verbunden ist. Der Zuwendungsempfänger hat ein innovatives und automatisiertes Polierverfahren entwickelt, bei dem eine dünne Randschicht des Materials mit Hilfe eines intensiven, speziell geformten Laserstrahls umgeschmolzen und durch die abtragfreie Materialumverteilung der Schmelze geglättet wird. Um den wirtschaftlichen Einsatz zu ermöglichen, konnte der Zuwendungsempfänger diese Technologie soweit optimieren, dass mit Hilfe einer linienähnlichen Intensitätsverteilung des Laserstrahls die Flächenrate für 2D Oberflächen bei gleichbleibender Oberflächenqualität um einen Faktor 10 gesteigert werden konnte. Im Rahmen des Vorhabens soll die Erweiterung der optimierten Methode auf die Anwendung an 3D Bauteilen validiert werden. Dazu soll eine Optik entwickelt werden, die die Intensitätsverteilung hochdynamisch an die Erfordernisse der Bearbeitung von Freiformflächen aus Stahlwerkstoffen anpasst. Die entwickelte Optik soll abschließend in eine Werkzeugmaschine zum 3D-Laserpolieren integriert und validiert werden. Das Verwertungskonzept des Vorhabens sieht eine Lizensierung der Technologie oder eine Ausgründung vor.