2. Die Anwendungsrichtung der Laserbearbeitungstechnologie im Maschinenbau

2.1 Anwendungsrichtung: Schneidtechnik

Die Laserschneidtechnologie spielt im Maschinenbau eine entscheidende Rolle. Diese Technologie nutzt einen Laserstrahl mit hoher Energiedichte, um das Material berührungslos zu schneiden und so eine hochpräzise und schnelle Bearbeitung zu erzielen. Im Vergleich zu herkömmlichen mechanischen Schneideverfahren bietet das Laserschneiden unvergleichliche Vorteile wie eine kleine Wärmeeinflusszone, weniger Verformungen bei der Bearbeitung, eine breite Materialanpassungsfähigkeit und eine flexiblere Gestaltung der Bearbeitungswege. Die Laserschneidtechnologie wird häufig bei der Bearbeitung von dicken Platten und speziell geformten Teilen eingesetzt. Maschinenbau erfordert in der Regel Strukturteile mit hoher Festigkeit und Steifigkeit. Beim Laserschneiden kann auf der Grundlage der Konstruktionszeichnungen präzise geschnitten werden, um die geometrischen Abmessungen der Teile und die Präzisionsanforderungen sicherzustellen, die Leistung und Zuverlässigkeit der gesamten Maschine zu verbessern und gleichzeitig komplexe Formen durch einmaliges Formen zu erreichen, die Bearbeitungsverfahren zu vereinfachen, den Produktionszyklus zu verkürzen und die Herstellungskosten zu senken. Allerdings steht die Laserschneidtechnologie im Anwendungsprozess auch vor einigen Herausforderungen, wie z. B. die Beeinträchtigung der Schneidleistung und -qualität bei stark reflektierenden Materialien (z. B. Kupfer und Aluminium), die hohen Kosten für die Laserschneidausrüstung und den Betrieb sowie die Anforderungen an das technische Niveau des Bedieners.

2.2 Anwendungsrichtung: Schweißtechnik

Als fortschrittliches Verbindungsverfahren realisiert die Laserschweißtechnologie das Schmelzen und Erstarren von Materialien durch die hohe Temperatur, die durch den fokussierten Laserstrahl erzeugt wird, um eine Schweißnaht zu bilden. Es weist wichtige Merkmale wie tiefes Schmelzen, breite Schweißnähte, kleine Wärmeeinflusszonen, schnelle Schweißgeschwindigkeiten und geringe Verformungen auf, wodurch es eine Schlüsselrolle bei der Verbesserung der Verbindungsfestigkeit und der Gesamtleistung von Strukturteilen von Maschinenbaumaschinen spielt. Die Laserschweißtechnologie wird häufig zum Verbinden von hochfestem Stahl, Aluminiumlegierungen und anderen Materialien eingesetzt. Die Arbeitsumgebung von Baumaschinen ist komplex und veränderlich, die Festigkeit und Haltbarkeit von Strukturkomponenten werden sehr hoch gefordert. Die Laserschweißtechnologie kann hochwertige Schweißnähte liefern, die mechanischen Eigenschaften von Schweißverbindungen verbessern und die Zuverlässigkeitsanforderungen von Baumaschinen unter rauen Arbeitsbedingungen erfüllen.
Der hohe Automatisierungsgrad und Intelligenzgrad der Laserschweißtechnologie bietet eine höhere Produktivität und niedrigere Arbeitskosten für die Herstellung von Maschinenbaumaschinen. Durch die präzise Steuerung der Schweißparameter kann das Laserschweißen Schweißvorgänge in komplexen Formen und schwer zugänglichen Bereichen durchführen und Probleme lösen, die mit herkömmlichen Schweißmethoden nur schwer zu bewältigen sind. Die Laserschweißtechnologie weist jedoch auch bestimmte Einschränkungen in der praktischen Anwendung auf. Es werden strenge Anforderungen an die Betriebsumgebung und die Oberflächenqualität des Materials gestellt und es reagiert höchst empfindlich auf die Schweißparameter, die genau kontrolliert werden müssen, um Schweißfehler zu vermeiden.

2.3 Anwendungsrichtung: Oberflächenbehandlungstechnologie

Die Laseroberflächenbehandlungstechnologie ist eine Schlüsseltechnologie im Bereich des Maschinenbaus. Durch Bestrahlen der Materialoberfläche mit einem Laserstrahl können die Oberflächeneigenschaften des Materials verbessert werden, einschließlich Laserhärten, Laserbeschichten und Laserlegieren, wodurch die Abriebfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Dauerfestigkeit der Materialoberfläche erheblich verbessert werden, ohne die Beschaffenheit der Materialmatrix zu verändern. Im Bereich der Baumaschinen ist die Arbeitsumgebung normalerweise rau und die Haltbarkeit und Zuverlässigkeit der Teile müssen extrem hoch sein. Die Anwendung der Laseroberflächenbehandlungstechnologie kann die Lebensdauer mechanischer Teile effektiv verlängern und die Wartungskosten senken.