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Laserauftragschweißen

Saldatura a riporto laser (Laser Metal Deposition)

La procedura più versatile: riparazione, rivestimento, giunzione e produzione additiva in un processo.

High-speed Laserauftragschweißen (HS-LMD)

Saldatura a riporto laser ad alta velocità: ancora più veloce

Rivestimento delle superfici in poco tempo: strati estremamente sottili, massima efficienza e ottima qualità.

Saldatura a riporto laser: un procedimento per diverse applicazioni

La saldatura a riporto laser è un procedimento di lavorazione additivo per metalli e combinazioni di metalli e ceramica. Con questo procedimento è possibile creare o modificare geometrie in 3D. Con questo metodo di produzione, il laser può essere impiegato anche per riparare o rivestire. Nel settore aeronautico e aerospaziale, la produzione additiva può così essere utilizzata per la riparazione delle pale delle turbine. Nel campo della produzione di utensili e stampi, è possibile riparare superfici funzionali sagomate e bordi rotti o usurati o addirittura per eseguire riporti a livello locale. Nell'ingegneria energetica o nel settore petrolchimico, i supporti cuscinetto, i rulli o i componenti idraulici vengono rivestiti per garantire una protezione contro l'usura e la corrosione. La produzione additiva è utilizzata anche nell'industria automobilistica. In questo caso, i componenti vengono lavorati in grandi quantità.

I clienti di TRUMPF beneficiano della ricca gamma di laser e sistemi laser. Vantiamo un incredibile know-how accumulato nel corso degli anni e disponiamo di servizi per numerose applicazioni nella tecnologia laser. La produzione additiva può così essere combinata anche con la saldatura laser o il taglio laser.

La denominazione internazionale della saldatura a riporto laser è "Laser Metal Deposition", abbreviata in LMD. Si parla anche di "Direct Metal Deposition" (DMD), di "Direct Energy Deposition" (DED) o di "Laser Cladding"

Quali sono i vantaggi offerti dalla saldatura a riporto laser?

Frequenze di deposizione più alte

Con la saldatura a riporto laser si creano strutture grossolane o molto fini. Rispetto ad altri metodi della produzione additiva, in questo caso si raggiungono frequenze di deposizione elevate.

Varietà di materiali

Nel processo è possibile trasportare e alimentare diverse polveri contemporaneamente. In questo modo è possibile sviluppare leghe in proprio o passare da un materiale a un altro. In questo modo si formano strutture a sandwich.

Flessibilità

È possibile applicare in tutta semplicità strutture a pezzi 3D e superfici irregolari. È possibile realizzare senza problemi anche modifiche alla geometria.

Semplice cambio del materiale

La Laser Metal Deposition permette di passare in modo semplice tra materiali diversi in un solo processo di lavoro.

Procedura nota

La saldatura a riporto laser viene impiegata per la riparazione di utensili o componenti, per esempio nel settore aeronautico e aerospaziale. Viene utilizzata anche per applicare sottili strati di protezione contro la corrosione e l'usura.

Innovazione

Grazie a un'astuzia tecnologica è possibile raggiungere velocità massime pari a diverse centinaia di metri al minuto. La saldatura a riporto laser ad alta velocità esprime i suoi punti di forza, per esempio, nel rivestimento di dischi dei freni.

Come si distinguono le sorgenti laser nelle diverse applicazioni della saldatura a riporto laser?

Laserauftragschweißen
Saldatura laser a riporto (LMD)

La saldatura a riporto laser tradizionale viene impiegata per il rivestimento flessibile, la riparazione e la modifica additiva di componenti 3D. Poiché non sono necessarie camere di processo per questa procedura, è così possibile lavorare anche componenti molto grandi. Gli strati applicati sono collegati a un substrato tramite metallurgia a fusione, così si ottiene un'elevata resistenza, spesso analoga a quella di beni standard.

High-speed Laserauftragschweißen (HS-LMD)
Saldatura a riporto laser ad alta velocità (HS-LMD)

La saldatura a riporto laser ad alta velocità si basa sulla procedura EHLA (EHLA= saldatura a riporto laser a velocità estremamente elevata) sviluppata da Fraunhofer ILT. È adatta al rivestimento di grandi superfici di componenti a rotazione simmetrica con strati sottili. Come nella saldatura a riporto laser tradizionale, gli strati applicati sono saldati al substrato tramite metallurgia a fusione. Grazie alle velocità di processo estremamente elevate e, quindi, al conseguente rapido raffreddamento si ottengono resistenze più elevate. Così è inoltre possibile lavorare anche materiali fisici che sono difficilmente saldabili (per esempio, colata).

Saldatura a riporto laser tramite radiazione laser verde

La saldatura a riporto laser tramite radiazione laser verde è particolarmente efficace per materiali altamente riflettenti come rame puro, leghe a base di rame, bronzo, leghe di alluminio o leghe a base di metalli nobili. Rispetto al campo degli infrarossi, la lunghezza d'onda verde ha un assorbimento notevolmente più alto. Per il rame puro e le leghe a base di rame è possibile ottenere un assorbimento molto più elevato. Rispetto alla lunghezza d'onda degli infrarossi, nella lavorazione delle leghe a base di rame la produzione additiva con lunghezza d'onda verde consente spessori maggiori e una struttura con forma quasi netta con una potenza laser notevolmente inferiore.

Come funzionano la saldatura a riporto laser e la saldatura a riporto laser ad alta velocità?

Schema del processo Laser Metal Deposition
Saldatura laser a riporto (LMD)

Nella saldatura a riporto laser tradizionale, un raggio laser riscalda localmente il pezzo in lavorazione e genera un bagno fuso. Da un ugello nel sistema ottico di lavorazione, una polvere metallica fine viene poi spruzzata direttamente nel bagno fuso. Qui fonde e si combina con il materiale di base. Indietro rimane uno strato che misura circa 0,2 - 1 millimetro di spessore. In questo modo si creano cordoni saldati tra loro che, a loro volta, danno forma alle strutture su corpi di base esistenti o a componenti completi. Se necessario, è possibile formare molti strati uno sopra l'altro. Grazie alla saldatura a riporto laser è possibile generare frequenze di deposizione e volume elevate su superfici 3D di diversi cm³/min, con velocità d'avanzamento da 500 mm/min a diversi metri/minuto. Per applicare linee, superfici e forme, il sistema ottico di lavorazione si muove sopra il pezzo in lavorazione (con comando automatico). Grazie a un sistema a sensori intelligente, lo spessore dello strato è uniforme in tutti i punti.

Saldatura a riporto laser ad alta velocità (HS-LMD)

Nella saldatura a riporto laser ad alta velocità, le particelle di polvere vengono riscaldate quasi alla temperatura di fusione già attraverso la superficie del substrato. In questo modo è necessario meno tempo per la fusione delle particelle di polvere. Il risultato? Velocità di processo notevolmente più elevate. Grazie al basso apporto di calore, la saldatura a riporto laser ad alta velocità consente anche il rivestimento di materiali fisici molto sensibili al calore come le leghe a base di alluminio e ghisa. Tramite la saldatura a riporto laser ad alta velocità è possibile generare frequenze di deposizione elevatesu superfici a rotazione simmetrica (fino a 1500 cm²/min). Si raggiungono così velocità d'avanzamento di diverse centinaia di metri/minuto.

Scoprite cosa entusiasma i nostri clienti

Mettiamo in pratica delle idee di applicazione, talvolta anche a nostre spese. Prima di avere successo può volerci un po' di tempo: bisogna stringere i denti.

Christoph Hauck
Direzione tecnologia e distribuzione presso toolcraft AG

Per cosa è adatta la saldatura a riporto laser?

TRUMPF application powertrain brake disk
Rivestimento

Rivalutate i vostri componenti, con uno strato di protezione contro corrosione o usura. Tramite la saldatura a riporto laser con polveri si formano rivestimenti che induriscono i componenti, rendendoli così resistenti all'acqua salata, alle sostanze chimiche o alle intemperie. A differenza dei procedimenti tradizionali come, per esempio, la spruzzatura termica, il pezzo in lavorazione è sottoposto solo a basse sollecitazioni termiche, così è eventualmente soggetto solo a deformazioni di piccola entità. Con la saldatura a riporto laser sono possibili le più disparate combinazioni di materiali e strutture di strati. Per esempio, risparmiate sui costi di produzione utilizzando materiali più economici per il componente e realizzando poi un rivestimento di alta qualità per quest'ultimo.

Saldatura a riporto laser per produrre rinforzi parziali
Additive manufacturing

La saldatura a riporto laser lascia ampia libertà di design nella lavorazione individuale di componenti, soprattutto se la si confronta con la lavorazione con stampi generici. La saldatura a riporto laser con materiale additivo permette di creare strutture completamente nuove o di modificare la forma e la struttura superficiale di componenti esistenti. In questo modo si possono generare anche componenti di grande formato completi, che non sono idonei al volume di costruzione di una stampante 3D.

Riparazione con la saldatura a riporto laser (ad es. nell'industria aeronautica e aerospaziale)
Riparazione

Volete un valore aggiunto ancora più alto? Riparate componenti o utensili costosi in tutta semplicità e velocemente tramite la saldatura a riporto laser con polveri. I danni grandi e piccoli possono essere eliminati rapidamente e quasi senza lasciare tracce. Sono possibili anche modifiche del design. Si risparmiano così tempo, energia e materiali. È una procedura utile soprattutto con i metalli costosi come il nichel o il titanio. Tipici esempi di impiego sono le pale delle turbine, i pistoni, le valvole, gli alberi o gli utensili di tutti i tipi.

Chiudere giunzioni con la saldatura a riporto laser per ottenere grandi giunti saldati, che tradizionalmente non si possono saldare con il laser.
Assemblaggio

La saldatura a riporto laser può essere utilizzata anche come procedura di giunzione, ad esempio per escludere fessure di diversi millimetri. In questo modo si ottengono saldature omogenee e compatte, senza necessità di lavorazioni di rifinitura. L'alimentazione coassiale della polvere rende questa procedura di saldatura 3D e indipendente dalla direzione, garantendo la massima flessibilità nella catena di produzione. Tramite la saldatura a riporto laser è possibile collegare materiali come, per esempio, acciaio e ghisa di alluminio. In questo modo è possibile saldare, per esempio, le batterie dei motori elettrici.

La saldatura a riporto laser e la saldatura a riporto laser ad alta velocità in azione

Quali prodotti sono adatti alla saldatura a riporto laser?

TruLaser Cell 3000, incredibilmente universale
TruLaser Cell 3000

Con la macchina laser a 5 assi compatta e altamente precisa si può contare su un'elevata flessibilità: saldature 2D e 3D, taglio e saldatura a riporto laser tramite rapido cambio degli adattatori del processo.

Immagini del prodotto TruLaser Cell 7040 fiber di TRUMPF
TruLaser Cell 7040

Dotazione perfetta per la lavorazione di componenti 2D/3D o di tubi. È possibile passare dal taglio, alla saldatura e alla saldatura a riporto laser in modo flessibile. 

DepositionLine

Aprite le porte a nuovi mercati. Rivestimento, riparazione o produzione additiva: riceverete la soluzione personalizzata composta da sorgente laser, trasportatore polveri, sistemi ottici e ugelli.

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