De machine wordt in Aken gebruikt voor het verder ontwikkelen van het high speed lasercladden tot ultra high speed cladden, dat qua opbouwsnelheid in de buurt van thermisch spuiten komt.
Hornet Laser Cladding is een nog jonge Nederlandse fabrikant van machines voor het lasercladden van ronde delen. Frank Rijsdijk en Jelmer Brugman hebben het samen opgericht. Jelmer Brugman heeft hiervoor bij Stork ervaring met lasercladden opgedaan en nu zijn eigen machineconcept ontwikkeld. ‘In feite is de machine gebouwd op een draaibank, waar we een heel nieuwe eigen besturing inbouwen op basis van een Fanuc CNC-besturing die we zelf helemaal aanpassen. Hierin is de programmering van de laser geïntegreerd’, legt Frank Rijsdijk uit. Doordat Hornet Laser Cladding als basis een draaimachine kiest, gebeurt het cladden in een volledig afgesloten ruimte. Dat heeft het voordeel dat de machine gewoon in de werkplaats kan staan en dat operators geen aparte beschermende kleding hoeven te gebruiken.
Hornet kan de high speed lasercladmachines leveren tot 20 meter tussen de centers, maar ook voor het cladden van onderdelen van enkele centimeters. Door de robuuste opbouw van de draaimachine als basis te nemen, is de machine stabiel genoeg om hoge snelheden te halen.
En daar is het de onderzoekers van het Fraunhofer ILT in Aken om te doen. Zij zetten de Hornetmachine namelijk in voor verder onderzoek naar Ultra High Speed Laser Metal Deposition. Die technologie werd op het AKL ’14 gepresenteerd door Thomas Schopphoven van het ILT. Cladden met 100 meter per minuut en laagdikten van 0,1 tot 0,3 mm is zeker haalbaar, de eerste testen met de machine hebben al aangetoond dat? 200 meter per minuut realiseerbaar is. Het instituut wil bij die snelheid per seconde ?6 cm2 oppervlak cladden met de Nederlandse machine. De laagdikte bedraagt dan 11 µm. ‘Voor veel toepassingen zijn dunne lagen voldoende’, aldus Schopphoven. De poeder-efficiency bedraagt bij het Ultra High Speed lasercladden meer dan 90 procent. De Rz-waarde van het oppervlak moet uiteindelijk als het stuk uit de machine komt kleiner zijn dan 10 micrometer en de heat ‘affected zone’ eveneens niet dieper dan 10 µm. Deze data duiden op een factor 10 waarmee het lasercladden wordt versneld ten opzichte van de huidige stand van de techniek, waarbij overigens wel dikkere lagen worden aangebracht (0,3 tot 1 mm).
Om een snelheid van 200 meter per minuut te bereiken, brengt men het poeder al eerder in de ?laserstraal, zodat de deeltjes meer energie kunnen opnemen. Normaal, aldus Thomas Schopphoven, nemen de poederdeeltjes 20 tot 30 procent van de energie op. ‘Ze blijven onder de smelttemperatuur en smelten pas in het smeltbad. Dat kost tijd en begrenst de snelheid van het proces.’
Met de nieuwe toevoer verschuift men de energiebalans: er komt meer energie in de poeder-gasstroom. 80 tot 90 procent van de energie is al door het poeder opgenomen voordat het – in gesmolten toestand – bij het smeltbad komt. Zowel de laserstraal als de poedder-gasstroom hebben een focus kleiner dan 1 mm. Dit resulteert erin dat men een dunne laag Inconel 625 op een rotatiedeel kan neerslaan met een snelheid van ?200 meter per minuut, tien keer zo snel als de huidige standaard.
Met een speciale CMOS-camera bewaakt men de mix van poeder en gas en op basis van deze beeldanalyse kan men de toevoer bijsturen. Een van de effecten die men heeft geconstateerd, is dat door het Ultra High Speed cladden de materiaaleigenschappen beter worden dan van het materiaal dat men cladt. Dankzij het concept van de Hornetmachine, de geïntegreerde besturing en de speciale toevoer van het poeder, kan men na het cladden de poedertoevoer uitschakelen en het oppervlak nog een keer bewerken met enkel de laserstraal. Hierdoor verbetert de oppervlakteruwheid aanzienlijk, aldus Schopphoven.
Ra-waarden zakken dan onder de 1 micrometer. Een andere toepassing die men gaat onderzoeken is het aanbrengen van deklagen bestaande uit een metaal matrix composiet, wat slijtdelen extra bescherming biedt.
Frank Rijsdijk is blij met het feit dat het Fraunhofer ILT de machine heeft geselecteerd. ‘Ruim een week voor het AKL ’14 hebben we de machine geleverd en geïnstalleerd. Dit is voor ons een mooie kans om de machine onder de aandacht te brengen van een internationaal publiek.’ Het concept van de machine heeft als voordeel dat deze binnen enkele dagen operationeel is, in tegenstelling tot de lasercladinstallaties die uit een robot en een rotatie unit bestaan. De machines worden door Hornet ontwikkeld op klantspecificatie en gebouwd door WB Automation in Ulft. Hornet Laser Cladding heeft al machines geleverd tot in China. Aan het AKL ‘14 namen begin mei meer dan 600 deelnemers uit de hele wereld deel.
Het gebruik van robots in fabrieken over de hele wereld blijft in hoog tempo doorgaan:…
Het aantal vacatures nam in het derde kwartaal af met vijfduizend en het aantal werklozen…
De Koninklijke Marine staat voor de uitdaging om zijn vloot te onderhouden, waar die zich…
Soms sta je raar te kijken. Op een gewone dinsdagochtend zei mijn secretaresse dat ze…
Uit onderzoek van Reichelt Elektronik blijkt dat ruim 45 procent van de bedrijven van plan is binnen…
Jörg Machines, fabrikant van plaatbewerkingsmachines, opent in februari 2025 opnieuw haar deuren voor een exclusieve…