Glasformleitbleche und andere kleine Präzisionsformteile sind während des Glasformprozesses wiederholt heißem Glas, Temperaturschwankungen und mechanischer Belastung ausgesetzt. Im Laufe der Zeit können ihre Arbeitsflächen lokalen Verschleiß, Kantenabnutzung, Dimensionsverlust und thermische Schäden aufweisen.

Da diese Bauteile eine präzise Geometrie und Oberflächenbeschaffenheit erfordern, können selbst relativ geringe Materialverluste die Formgebungskonsistenz und die Lebensdauer der Bauteile beeinträchtigen.

Das Laserauftragschweißen bietet eine präzise Methode zum Wiederaufbau verschlissener Bereiche bei gleichzeitiger Minimierung unnötiger Wärmeeinbringung in den verbleibenden Formkörper.

Typische Schäden an Glasformblenden

Die Prallbleche sind wiederholtem Kontakt mit Hochtemperaturglas und kontinuierlichen Produktionszyklen ausgesetzt. Häufige Verschleißerscheinungen sind:

• Verschleiß der Arbeitsfläche
• Materialverlust an Kanten und Ecken
• Lokalisierte Oberflächenschäden
• Thermische Ermüdung
• Oxidation und Oberflächenabbau
• Maßabweichung nach längerem Gebrauch

In vielen Fällen muss nicht das gesamte Bauteil ausgetauscht werden. Der Schaden konzentriert sich auf eine relativ kleine Funktionsfläche.

Dadurch eignet sich das Bauteil hervorragend für die lokale Reparatur mittels Laserauftragschweißen.

Wie Laserauftragschweißen die Prallplatte wiederherstellt

Bei der Reparatur wird das verschlissene Bauteil auf einem gesteuerten Dreh- oder CNC-Bewegungssystem positioniert. Metallpulver wird in ein lasererzeugtes Schmelzbad zugeführt, während sich das Werkstück unter dem Bearbeitungskopf dreht.

Der Reparaturprozess verläuft typischerweise wie folgt:

Schadensbewertung → Oberflächenvorbereitung → Laserauftragschweißen → Maßwiederherstellung → Bearbeitung/Schleifen → Endbearbeitung → Inspektion

Material wird nur dort abgelagert, wo zusätzliches Volumen benötigt wird.

Bei kreisförmigen Prallblechen und ähnlichen Bauteilen ermöglicht die koordinierte Rotation das Aufbringen einer durchgehenden Beschichtungsbahn um die verschlissene Oberfläche. Mehrere Bahnen oder Lagen können aufgebracht werden, wenn eine zusätzliche Wiederaufbaudicke erforderlich ist.

Präzisions-Dimensionswiederherstellung

Ziel der Schimmelpilzsanierung ist nicht einfach nur, die beschädigte Oberfläche mit einem anderen Material zu bedecken.

Die aufgebrachte Schicht muss ausreichend Material für die nachfolgende Bearbeitung liefern und gleichzeitig eine kontrollierte Wärmezufuhr sowie eine zuverlässige Verbindung mit dem Substrat gewährleisten.

Wichtige Prozessvariablen sind:

• Laserleistung
• Strahlgröße
• Reise- oder Rotationsgeschwindigkeit
• Pulverförderrate
• Gleisüberlappung
• Schichtdicke
• Schutzgas
• Verkleidungsposition

Diese Parameter werden entsprechend dem Grundmaterial, der Bauteilgeometrie, der Schadenstiefe und der gewählten Plattierungslegierung angepasst.

Nach der Beschichtung kann der reparierte Bereich wieder auf die erforderlichen Abmessungen und Oberflächenbeschaffenheit bearbeitet werden.

Warum die Wärmezufuhr wichtig ist

Kleine Glasformteile können empfindlich auf übermäßige Wärmeeinwirkung reagieren.

Konventionelle Reparaturmethoden mit einer relativ großen Wärmeeinflusszone können das Risiko von Verformungen erhöhen oder unnötige thermische Spannungen in das Bauteil einbringen.

Beim Laserauftragschweißen wird die Energie auf einen relativ kleinen Bearbeitungsbereich konzentriert. Bei korrekter Prozesssteuerung ermöglicht dies das Auftragen von Material bei gleichzeitiger Begrenzung der thermischen Belastung der umliegenden Bereiche.

Diese Eigenschaft ist besonders nützlich für kleine Formeinsätze, Prallbleche und andere Bauteile, die eine lokale Maßwiederherstellung erfordern.

Materialauswahl für die Reparatur von Glasformen

Das Beschichtungsmaterial sollte eher nach dem Formsubstrat und den tatsächlichen Betriebsbedingungen als allein nach der Härte ausgewählt werden.

Je nach Anwendung muss die abgeschiedene Legierung möglicherweise eine Kombination folgender Eigenschaften aufweisen:

Verschleißfestigkeit, thermische Stabilität, Oxidationsbeständigkeit, Zähigkeit, metallurgische Verträglichkeit und Bearbeitbarkeit.

Die Möglichkeit zur maschinellen Bearbeitung oder Nachbearbeitung der aufgetragenen Schicht ist besonders wichtig, da dem Laserauftragschweißen normalerweise eine Präzisionsbearbeitung folgt.

Eine zu harte oder inkompatible Legierung kann Schwierigkeiten bei der Bearbeitung verursachen oder das Rissrisiko erhöhen. Die Materialauswahl sollte daher im Rahmen des gesamten Reparaturprozesses erfolgen.

Ausbesserung von Kanten und lokal abgenutzten Stellen

Ein wichtiger Vorteil des Laserauftragschweißens besteht in der Möglichkeit, gezielt bestimmte Bereiche wiederherzustellen, anstatt Material über das gesamte Bauteil aufzutragen.

Bei einer abgenutzten Prallplatte kann das Material gezielt auf die beschädigte Fläche oder den Rand aufgetragen werden. Bei anderen Glasformteilen kann das Verfahren auf Kanten, Schultern, Rillen oder andere lokalisierte Bereiche abzielen.

Durch diesen selektiven Ansatz werden unnötiger Materialverbrauch und Nachbearbeitungsaufwand reduziert.

Dadurch eignet sich das Laserauftragschweißen besonders für hochwertige Formteile, bei denen der größte Teil des ursprünglichen Bauteils noch gebrauchsfähig ist.

Vom Laserauftrag bis zum fertigen Bauteil

Eine vollständige Formreparatur ist mit dem Abschluss der Laserbeschichtung nicht beendet.

Das plattierte Bauteil wird üblicherweise einer anschließenden Bearbeitung, einem Schleifen oder Polieren unterzogen, um überschüssiges Material zu entfernen und die vorgegebene Geometrie wiederherzustellen.

Anschließend ist eine Maßprüfung erforderlich, um zu bestätigen, dass die reparierte Arbeitsfläche die geforderte Toleranz einhält.

Ein praktischer Reparaturablauf kombiniert daher:

Laserauftragschweißen + präzise Bewegungssteuerung + Nachbearbeitung + Maßprüfung

anstatt die Laserdeposition als isolierten Prozess zu betrachten.

Anwendungen jenseits von Glasformleitblechen

Das gleiche Reparaturprinzip lässt sich auf andere lokale Glasformkomponenten ausdehnen, darunter:

• Schikanen
• Formeinsätze
• Halsringe
• Bodenplatten
• Stößel
• Kleine Formkerne
• Kanten und Schultern
• Andere verschlissene Formteile

Die konkrete Reparaturstrategie hängt von der Bauteilgeometrie, dem Substratmaterial, dem Schadensmechanismus und den erforderlichen Endabmessungen ab.

GREENSTONE Laserauftragslösungen für die Reparatur von Glasformen

GREENSTONE bietet Lösungen für Laserauftragschweißverfahren und -anlagen zur Reparatur von Glasformen, zur Oberflächenverstärkung und zur industriellen Wiederaufbereitung.

Bei kleinen rotationssymmetrischen Formteilen wie Leitblechen kann das System eine kontrollierte Drehbewegung, präzise Laserbearbeitung und Pulverzufuhr kombinieren , um eine stabile Umfangsablagerung zu erreichen.

Für größere oder komplexere Formgeometrien können je nach erforderlichem Bearbeitungspfad mehrachsige CNC- oder Roboterkonfigurationen eingesetzt werden.

Anstatt die Ausrüstung nur nach der Laserleistung auszuwählen, sollte die Gesamtlösung aus dem tatsächlichen Werkstück und dem Reparaturziel bestimmt werden.

Für die Prozessbewertung benötigen wir die Bauteilzeichnung oder Fotos, das Basismaterial, die beschädigte Stelle, die Reparaturtiefe, die erforderlichen Endabmessungen und die erwartete Oberflächenbeschaffenheit . Anhand dieser Parameter können wir das geeignete Beschichtungsmaterial, die Beschichtungsstrategie und die Anlagenkonfiguration bestimmen.