Die Notwendigkeit, immer kleinere Getriebe für immer größere Drehmomente zu entwickeln, hat dazu geführt, Getriebezahnräder getrennt von der Synchronisation als sogenanntes 'Two Piece Design' herzustellen. Durch die Einsparung des Werkzeugauslaufes kann entweder die Verzahnung für höhere Drehmomentübertragung verbreitert werden oder das Bauteil kann kompakter hergestellt werden. Zusätzlich kann die Verzahnung ohne Störkonturen frei bearbeitet werden. Nach der mechanischen Bearbeitung werden die separat gefertigten Bauteile mittels Laser zusammengeschweißt und anschließend gehärtet. Zum Teil werden auch bereits gehärtete und endbearbeitete Bauteile verschweißt, wobei nach der Fügeoperation nur noch wenige Bearbeitungsschritte notwendig sind. Beim Laserstrahlschweißen von bereits einsatzgehärteten Bauteilen muß der Bereich der Schweißverbindung besonders vor- bzw. nachbehandelt werden. Üblicherweise wird der Bereich vor dem Härten mittels eines Isoliermaterials abgedeckt, so daß eine zusätzliche Aufkohlung vermieden wird. Durch die Entwicklung immer besserer Schneidmaterialien kann mittlerweile kostengünstig die aufgekohlte, d.h. harte Schicht durch Hartdrehen entfernt werden. Ford hat weltweit erstmals eine zusätzliche Variante eingesetzt, die mittels Plasmaaufkohlung ein partiell begrenztes Aufkohlen gewährleistet. Die hohe Haltbarkeit, geringe Wärmeeinbringung und damit geringste Verzüge setzen eine optimale Vorbearbeitung mit geringsten Toleranzfenster, einen präzisen Maschinenbau sowie ein optimales Laserstrahlhandling voraus. Im Beitrag wird die Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit der Strahlquelle am Beispiel von Laserstrahlanlagen mit unterschiedlichen Lasertypen dargestellt. Die gezeigten Verfügbarkeiten der Laser von deutlich über 90 % beinhalten bereits die vorbeugende Wartung und das tägliche Reinigen der Fokussierspiegel. Die Gesamt-Anlagenverfügbarkeit ist abhängig von der Einzelverfügbarkeit der verketteten Einrichtungen wie Roboter, Wäscher, Bürstmaschinen und Bandanlagen, so daß unerwartete Ausfälle die Verfügbarkeit drastisch abfallen lassen. Eine Gegenüberstellung der neuesten CO2-Slab-Lasergeneration mit den ersten industriell eingesetzten Anlagen zeigt deutlich die Fortschritte hinsichtlich Energie- und Lasergasverbrauch, Platz- und Wartungsbedarf.
Laserstrahlschweißen von Getriebe- und Chassiskomponenten in der Großserienfertigung
2001
41 Seiten, Bilder
Conference paper
German
Großserienfertigung von Aluminiumkarosserien
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