Eine systematische Laserprozessentwicklung ist die Voraussetzung dafür, selbst anspruchsvolle Werkstoffe wie reines Kupfer zuverlässig und wirtschaftlich bearbeiten zu können. Aktuelle Versuche am Bayerischen Laserzentrum zeigen, welches Potenzial moderne Hochleistungslaser in Kombination mit einer durchdachten Prozessentwicklung für die Lasermaterialbearbeitung haben. In diesem Blogbeitrag erfahren Sie, welche Einschweißtiefen bereits heute möglich sind und warum die Optimierung der Prozessstrategie dabei eine entscheidende Rolle spielt.
Warum Kupfer die Laserprozessentwicklung besonders herausfordert
Wenn anspruchsvolle Werkstoffe zuverlässig und wirtschaftlich bearbeitet werden sollen, dann ist die Entwicklung des Laserprozesses der entscheidende Schlüssel hierfür. Ein aktuelles Beispiel aus unserem Arbeitsalltag ist das Laserschweißen von reinem Kupfer.
Aufgrund seiner hohen Wärmeleitfähigkeit und seines ausgeprägten Reflexionsvermögens gilt Kupfer als einer der schwierigsten Werkstoffe für die Lasermaterialbearbeitung. Denn ein großer Teil der eingestrahlten Energie wird zunächst reflektiert oder unmittelbar im Material verteilt, wodurch stabile Tiefschweißprozesse nur mit einer sorgfältigen Prozessauslegung möglich sind.
Am blz entwickeln wir maßgeschneiderte Laserprozesse für industrielle Anwendungen. Dazu gehören unter anderem die Auswahl geeigneter Laserstrahlquellen, die Auslegung der Prozessparameter sowie die systematische Optimierung der Bearbeitungsstrategie.
Mehr als 6 mm Einschweißtiefe in reinem Kupfer reproduzierbar erreicht
Im Rahmen einer aktuellen Versuchsreihe untersuchten wir das Schweißverhalten von reinem Kupfer mit einem neuen 9-kW-Faserlaser von TRUMPF. Unser Ziel dabei ist es, das Potenzial moderner Hochleistungslaser für tiefe und gleichzeitig qualitativ hochwertige Schweißverbindungen zu bewerten.
Die Ergebnisse zeigen, dass sich bereits heute reproduzierbare Einschweißtiefen von mehr als 6 mm erzielen lassen. Besonders bemerkenswert ist dabei die hohe Qualität der erzeugten Schweißnähte. Damit wird deutlich, welches Potenzial eine gezielte Prozessoptimierung für die Resultate von Laserprozessen bietet und wie entscheidend die Abstimmung aller Prozessparameter für ein zuverlässiges Bearbeitungsergebnis ist.
Laserprozesse gezielt weiterentwickeln
Die bisher erreichten Ergebnisse markieren für uns jedoch keinen Endpunkt, sondern den Ausgangspunkt weiterer Entwicklungen. Derzeit arbeiten wir an neuen Schweißstrategien, mit denen sich Einschweißtiefen von 7 mm und mehr realisieren lassen sollen. Erste Untersuchungen zeigen bereits, dass dieses Ziel durchaus realistisch erscheint. Darüber hinaus widmen wir uns gemeinsam mit dem Lehrstuhl für Photonische Technologien der Frage, inwieweit sich solche Ergebnisse vorhersagen lassen.
Die kontinuierliche Weiterentwicklung von Laserprozessen eröffnet Unternehmen neue Möglichkeiten – beispielsweise bei der Fertigung von Komponenten für die Elektromobilität, Leistungselektronik oder andere Anwendungen, in denen Kupfer eine zentrale Rolle spielt. Eine fundierte Laserprozessentwicklung trägt dabei nicht nur zur Erhöhung der Prozessstabilität bei, sondern verbessert gleichzeitig Qualität, Effizienz und Wirtschaftlichkeit der Fertigung.
Sie möchten das Potenzial des Laserschweißens für Ihre Anwendung bewerten oder einen bestehenden Prozess weiterentwickeln?
Das Team des Bayerischen Laserzentrums unterstützt Sie von der Machbarkeitsstudie über die Prozessentwicklung bis hin zur Optimierung Ihrer Fertigung. Nehmen Sie Kontakt mit uns auf. Wir beraten Sie gerne.
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