Laserhärten
Wie funktioniert das Laserhärten?
Der gebündelte Lichtstrahl eines Lasers trifft auf das zu bearbeitende Werkstück, in einer Tiefe von weniger als einem Mikrometer wird das Licht in Wärme gewandelt - das Werkstück wird an der Oberfläche erhitzt. Nach etwa 0,1 Sekunde hat das Material nahezu Schmelztemperatur, die Wärme breitet sich durch Wärmeleitung in tiefere Materialbereiche aus. Durch eine Relativbewegung des Strahls ist eine bestimmte Einwirkzeit gegeben, danach wird die im oberflächennahen Bereich vorhandene Wärme sehr schnell in tiefer liegende Bauteilbereiche geleitet - so erfolgt die für die Martensitbildung nötige schnelle Abkühlung. Das Ergebnis ist eine Härtespur. Soll eine größere Fläche gehärtet werden, wird das durch mehrere Spuren erreicht.
Das Verfahren kann als "Blankhärtung" unter Schutzgas durchgeführt werden. Vorteil dabei ist, dass keine Verzunderungen entstehen, der durchgeführte Härtevorgang ist mit bloßem Auge am Werkstück nicht erkennbar. Das Laserhärten wird oft auch ohne Schutzgaszufuhr ausgeführt. Es entstehen sehr dünne, kaum messbare Zunderschichten. Diese sind am gehärteten Bauteil leicht zu entfernen und bieten den Vorteil einer höheren Laser-Leistungsausnutzung im Härteprozess (ein höherer Strahlanteil wird absorbiert).
Wo liegen die Vorteile des Verfahrens?
Die so erzeugten Härtespuren haben je nach Bearbeitungsparametern Breiten von 0,1 bis über 10 Millimetern, es können Einhärtetiefen bis zu über einem Millimeter erreicht werden. Das Oberflächenhärteverfahren bietet folgende Vorzüge:
- äußerst verzugsarm,
- oft an spanend fertig bearbeiteten Bauteilen einsetzbar,
- kein Abschreckmittel nötig,
- sehr sauber,
- schnell und berührungslos,
- höchste Härtewerte erreichbar,
- partielles Härten möglich und sinnvoll,
- Härten auch an schwer zugänglichen Stellen,
- Härteverlauf an Bauteilgeometrie gut anpassbar und
- gut in einen kontinuierlichen Fertigungsablauf zu integrieren.
Einsatzbeispiele:
Das Laserhärten kann dort sinnvoll eingesetzt werden, wo nur bestimmte Bauteilbereiche gehärtet werden müssen, wie z. B.:
- Härten von Schneidkanten,
- Härten von Lagersitzen.
Insbesondere dann, wenn durch die Härtebehandlung kein Verzug in das Werkstück gebracht werden darf, kann das Laserhärten eine Lösung anbieten, so z. B.:
- Härten von Führungsleisten und
- Härten von Kurvenscheiben.
Selbst schwer zugängliche Bauteilbereiche (z. B. Innenkonturen) können gehärtet werden, da nur ein schmaler optischer Weg zur Verfügung stehen muss:
- Härten von abrasiv beanspruchten Partien in Kanälen und
- Härten von Kulissen.
Was bietet Ihnen LASERVORM?
Innerhalb Ihrer Produktionsvorbereitung informiert Sie LASERVORM über die Möglichkeiten des Verfahrens, berät Sie zur
Lösung Ihrer Härteaufgabe und erarbeitet Lösungsmöglichkeiten durch die Fertigung von Musterteilen.
Wir übernehmen die Lohnfertigung Ihrer Bauteile und bieten Ihnen durch den Einsatz modernster Lasertechnik (Nd:YAG-Laser
und Diodenlaser) zuverlässig beste Fertigungsergebnisse. Durch den Einsatz von 4 bis 6-Achs-NC-Anlagen und 6-Achs-Industrieroboter können selbst komplizierteste
Flächen gehärtet werden.
Mit einer Simulationssoftware (WIAS SHarP) kann die Martensitbildung auch an komplizierten Geometrien vorausberechnet werden.
Bei Bedarf bieten wir Ihnen eine zugeschnittene Härtemaschine auf der Basis unseres modularen Maschinensystems "LVM", der Portalanlage LVP oder unserer Knickarm-Roboterlösung an.
Sie fordern Gewissheit darüber, wie Ihr Werkstück
bearbeitet wurde?
Wir nutzen bei Bedarf eine pyrometerbasierte Temperatursteuerung und bieten verschiedene Möglichkeiten zur Dokumentation der Laserbehandlung, wie z. B. die Fertigung von Querschliffen zur Beurteilung von Härte, Härtegeometrie und Gefügeausbildung.
