Fraunhofer Institut ILT e Cailabs avviano una partnership di sviluppo per perfezionare la deposizione laser di materiale a filo per applicazioni industriali dove è richiesta grande precisione, come la riparazione, la produzione ibrida e la costruzione localizzata di materiali.
L’Istituto Fraunhofer ILT e l’azienda francese Cailabs hanno intrapreso una collaborazione nel campo della deposizione laser su filo. A tal fine Cailabs sta sviluppando una testa compatta con un peso totale inferiore a cinque chilogrammi, sufficientemente leggera da poter essere montata direttamente su un braccio robotico e integrata senza problemi nei sistemi esistenti. Parallelamente i partner intendono introdurre l’utilizzo di livelli di potenza laser superiori a dodici kilowatt per supportare la riparazione e l’assemblaggio di componenti di grandi dimensioni e ridurre i tempi di lavorazione.
La testa di processo Canunda-DED di Cailabs è basata sulla sua tecnologia di conversione della luce multi-piano (MPLC). Questo principio di modellazione del fascio coassiale distribuisce l’energia laser in modo controllato e riproducibile attorno al filo, consentendo un controllo preciso dell’apporto energetico, anche ad alti livelli di potenza. Rifacendosi a questa tecnologia, Fraunhofer ILT sta sviluppando parametri di processo adeguati e qualifica il sistema per diverse applicazioni in vari settori industriali. Il profilo preciso del fascio garantisce un apporto energetico costante al filo, consentendo una deposizione uniforme anche in presenza di contorni fini o accumuli di materiale localizzati.
In molti processi industriali, il filo viene utilizzato come materiale additivo per costruire o riparare componenti. Il filo è facile da maneggiare, sicuro da usare e può essere alimentato con precisione. Spesso è più conveniente della polvere e alcune leghe sono disponibili solo in forma di filo, ma le teste di deposizione a filo sono tradizionalmente più complesse e pesanti rispetto a quelle a polvere, quindi sono meno diffuse, soprattutto quando la testa deve essere spostata lungo i contorni del pezzo.
“In Cailabs, puntiamo a sviluppare prodotti con un forte impatto industriale, basati sulla nostra tecnologia di modellazione del fascio laser” afferma Jean-François Morizur, CEO di Cailabs.
Conoscenza dei processi e forma del fascio precisa si incontrano
In molte applicazioni industriali, come la riparazione di turbine o utensili, sono necessarie strutture molto piccole e precise. Grazie al nuovo profilo del fascio e al know-how di processo di Fraunhofer ILT, si punta a strutture con una larghezza inferiore a un millimetro, un passo importante verso la riparazione di precisione e la produzione ibrida ad alta risoluzione. “Abbiamo già sviluppato processi di deposizione laser a filo per applicazioni critiche come quelle aerospaziali, dei sistemi energetici e degli utensili. Questa esperienza si traduce direttamente nel controllo del processo, nella selezione dei materiali e nell’analisi delle dinamiche del bagno di fusione” afferma Thomas Schopphoven, responsabile della deposizione laser di materiale presso il Fraunhofer ILT.
Il team del Fraunhofer ILT sta attualmente definendo le finestre dei parametri per diversi scenari di processo utilizzando simulazioni basate sulla fisica, come la regolazione dell’avanzamento del filo, del diametro del filo, della potenza del laser e delle strategie di guida per diversi materiali. Parallelamente, i ricercatori stanno allestendo l’ambiente del sistema robotizzato, dove verrà testata la testa Canunda-DED.
Nuova libertà per i bracci robotici
Cailabs, con sede a Rennes, è una delle aziende leader nella modellazione avanzata del fascio laser. La sua tecnologia MPLC utilizza diversi piani di modellazione di fase per formare profili di fascio stabili e riproducibili. Questo approccio si è dimostrato efficace in settori in cui l’alta qualità del fascio è fondamentale, come quello aerospaziale, delle comunicazioni ottiche e della lavorazione laser industriale. È a bassa perdita, robusto e stabile anche ad alti livelli di potenza. Grazie alle dimensioni compatte della nuova testa, è possibile montarla direttamente su un braccio robotico. Ciò apre nuove possibilità: robot e sistemi di produzione possono accedere ad aree precedentemente difficili da raggiungere con teste di deposizione fisse di dimensioni maggiori, ad esempio durante la riparazione di piccoli componenti o la lavorazione di contorni interni.
