3D Prozessanalyse beim Laserauftragsschweißen

Das Institut für Strahlwerkzeuge (IFSW) der Universität Stuttgart Forscht im Rahmen des Innovationscampus Mobilität der Zukunft (ICM) an Prozessoptimierungen des Laserauftragsschweißens .

Mit Hilfe eines präzisen Messsystems basierend auf der Optischen Kohärenztomographie (OCT) kann bei laufendem Prozess sowohl die bereits vorhandene als auch die neu aufgetragene Schichtdicke gemessen werden. Dazu rotiert der OCT-Messlaser um den Bearbeitungslaser und liefert so im Vorlauf Messpunkte auf der erstarrten unterliegenden Schicht und im Rücklauf die Schmelzbadhöhe der neuen Schicht. Diese Messwerte können als Grundlage zur Regelung verschiedener Prozessparameter dienen um eine möglichst einheitliche Schichtdicke zu erzeugen. Versuchsweiße wurde mit einem auf diese Art geregelten Verfahren bereits die Radaufhängung des ICM-Versuchsträgers gefertigt.

Um ein besseres Verständnis der Messgröße zu erlangen wurden im Rahmen von KoLabBW die Messwerte mit Hilfe von OpenCOVER in 3D visualisiert. Dabei werden die mit einer Frequenz von 20 KHz aufgezeichneten Messpunkte als animierte Punktwolke dargestellt. Eine weitere Messgröße wird zum Einfärben der Punkte verwendet. Dabei kann es sich z.B. um eine Regelgröße wie die Laserleistung handeln oder um die Signalqualität des OCT-Messgeräts. Zur besseren räumlichen Orientierung kann die Werkzeugmaschine mit eingeblendet werden.

Visualisierung eines experimentellen Bauteils. Farblich dargestellt die geregelte Laserleistung in Watt.