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HANNOVER MESSE 2020, 20. - 24. April
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Premiere

Laserinnenbearbeitungskopf

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Aussteller

Laser Zentrum Hannover

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Produktbeschreibung

Ein Messehighlight ist der vom Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) konstruierte Laserinnenbearbeitungskopf (LZH-IBK). Die bereits fünfte Generation des Bearbeitungskopfes ermöglicht innenliegende Flächen, zum Beispiel in einem Motorblock, zu strukturieren.

Die Anforderungen an Verbrennungsmotoren für Personenkraftwagen steigen: höhere Leistung, geringeres Gewicht, sparsamerer Verbrauch und sinkende Schadstoffwerte. Neuartige Motoren aus Aluminium sind leichter als Modelle aus Grauguss und sparen Kraftstoff.

Bei Motoren dieser Art müssen die Zylinderinnenflächen jedoch mit Stahl- oder Graugussbuchsen ausgekleidet werden, da diese eine höhere Festigkeit und bessere tribologische Eigenschaften aufweisen. Ein modernes Plasmaspritzverfahren ermöglicht das Aufspritzen einer Stahlschicht auf die Zylinderoberfläche. Die geringe Wandstärke der aufgespritzten Stahlschicht verbessert die Wärmeableitung und -verteilung im Motor.

Damit die Stahlschicht am Aluminium haftet, müssen die Zylinderinnenflächen vor der Beschichtung aufgeraut werden. Nachteilig bei herkömmlichen Verfahren sind dabei der Werkzeugverschleiß oder die Verunreinigung durch das Strahlgut.

Das LZH hat daher einen laserbasierten Aufrauprozess entwickelt. Der dafür konstruierte Laserinnenbearbeitungskopf verfügt über eine Spindel mit rotierendem Strahlumlenkungselement. Bei der Bearbeitung tritt ein fokussierter Laserstrahl aus, die Spindel senkt sich in die Bohrung ab und das Umlenkelement rotiert gleichzeitig um die Spindel. Auf diese Weise werden grabenähnliche Strukturen in die aufzurauende Oberfläche eingebracht und schließlich durch thermisches Spritzen die Stahlschicht aufgetragen.

Dank der berührungslosen Bearbeitung verschleißen Laserbearbeitungsköpfe nicht. Auch eine Reinigung der Motorblöcke vor dem Aufrauen und nach der Beschichtung ist nicht notwendig. Da zusätzliche Rüstzeiten und Kosten für den Austausch der Werkezuge entfallen, ist der Laserprozess konventionellen Aufrauprozessen überlegen.

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