Pulverbeschichten mit Laserstrahlung

Verschleißschutz und Reparaturschichten können durch Abscheidung aus metallischen Pulvern mit Laserstrahlung lokal und unter Minimierung der Wärmeeinbringung in das Werkstück aufgebracht werden. Das Pulver wird mit Hilfe eines Trägergases aus einer Düse in die vom Laser erzeugte Schmelzzone an der Oberfläche des Werkstücks eingebracht und so mit der Oberfläche verschmolzen. Schon mit moderaten Leistungsdichten von einigen 103 W/cm² können Schichten von 0,5 bis 1 mm dicke und einige Millimeter breite Bahnen je nach Laserleistung mit Geschwindigkeiten von mehreren 100 mm/min aufgebracht werden. Dickere Schichten und breitere Bahnen werden durch mehrmaliges Abfahren übereinander bzw. nebeneinander erzeugt.

Anwendungsbereiche

• Turbinenschaufeln
• Ventile bzw. Ventilsitze
• Stanzwerkzeuge
• Tiefziehwerkzeuge
• Spritzgussformen
• Rapid Prototyping

Wegen der besseren Absorption der Laserstrahlung an Metalloberflächen und an den Pulverpartikeln bei kürzeren Wellenlängen sind Festkörperlaser in der Regel effizienter und wirtschaftlicher zum Pulverbeschichten einsetzbar als CO2 Laser. Besonders geeignet sind Hochleistungsdiodenlaser, die eine optimale Wellenlänge (800 – 1000 µm) und hohen Wirkungsgrad bei gleichzeitig kleiner Bauform bieten.