Laserauftrag mit Draht soll präziser werden

Ein neuer Laserprozesskopf soll Draht-Auftragsverfahren präziser und flexibler machen. Fraunhofer ILT und Cailabs arbeiten gemeinsam an Strahlform, Prozessparametern und robotergeführter Integration.

Das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT und das französische Unternehmen Cailabs vertiefen ihre Zusammenarbeit im Draht‑Laserauftragschweißen. Cailabs bringt dafür einen neuen Prozesskopf auf Basis seiner Multi‑Plane Light Conversion (MPLC) ein, der weniger als fünf Kilogramm wiegen und Laserleistungen von über zwölf Kilowatt ermöglichen soll. Das Fraunhofer ILT entwickelt darauf abgestimmte Prozessparameter und qualifiziert das System für industrielle Anwendungen.

Der neue Prozesskopf soll so leicht sein, dass er direkt auf einem Roboterarm installiert werden kann. Das eröffnet laut den Projektpartnern neue Möglichkeiten, da bisherige Draht-Auftragsköpfe oft komplex gebaut und deutlich schwerer als Pulverköpfe waren. Das beeinträchtigte insbesondere Bearbeitungen in Bereichen mit engen Konturen oder schlecht zugänglichen Geometrien.

Koaxiale Strahlformung für kontrollierten Energieeintrag

Die MPLC-Technologie von Cailabs soll die Laserleistung kontrolliert und reproduzierbar um den Draht herum verteilen. Dadurch lasse sich der Energieeintrag auch bei hohen Leistungen präzise steuern, so Fraunhofer ILT. Das Institut entwickelt darauf aufbauend passende Prozessparameter und untersucht die Energieeinbringung in verschiedenen Bearbeitungssituationen. Ziel sind gleichmäßige Materialaufträge, auch bei feinen Konturen.

Für zahlreiche industrielle Anwendungen, darunter die Reparatur von Turbinenkomponenten oder Werkzeugen, sind sehr kleine Materialaufträge erforderlich. Mit der neuen Strahlform sollen Strukturen mit einer Breite von weniger als 1 mm möglich werden. Die Forschenden nutzen dafür physikalische Simulationen, um Parameterräume etwa für Drahtvorschub, Drahtdicke, Laserleistung oder Fahrweg auszulegen.

Versuchsanlage in Vorbereitung

Parallel zur Parameterentwicklung richten die Partner eine robotergeführte Versuchsanlage ein, in der der Canunda‑DED‑Kopf erprobt werden soll. Untersucht wird insbesondere das Zusammenspiel aus Strahlform, Drahtvorschub und Fahrweg. Ziel ist ein stabiler Prozessbetrieb auch bei längeren Einsatzzeiten. Außerdem bereiten die Partner Anwendungen in realen Fertigungsumgebungen vor, etwa bei Reparaturen komplexer Bauteilgeometrien.

Cailabs zählt zu den führenden Anbietern für die gezielte Formung von Laserlicht. Die MPLC-Technik nutzt mehrere flache Phasenstufen, um Laserstrahlen in eine definierte und stabile Form zu bringen. Das Verfahren wird bereits in Bereichen genutzt, in denen hohe Strahlqualität gefragt ist, darunter die Luftfahrt, die optische Datenübertragung und industrielle Laserprozesse. Es gilt als robust, verlustarm und stabil, auch bei hohen Leistungen.

Aktuelle Entwicklungen der Lasertechnik werden auf dem 15. AKL – International Laser Technology Congress vom 22. bis 24. April 2026 in Aachen vorgestellt. Cailabs wird im Rahmen des Programms einen Fachvortrag beitragen.