EP1247878A1 - Gerät zur Laser-Pulverbeschichtung - Google Patents

Gerät zur Laser-Pulverbeschichtung Download PDF

Info

Publication number
EP1247878A1
EP1247878A1 EP02002933A EP02002933A EP1247878A1 EP 1247878 A1 EP1247878 A1 EP 1247878A1 EP 02002933 A EP02002933 A EP 02002933A EP 02002933 A EP02002933 A EP 02002933A EP 1247878 A1 EP1247878 A1 EP 1247878A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
laser
lance
light guide
coating
guide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP02002933A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1247878B1 (de
Inventor
Stefan Dr. Kasperowski
Götz Mielsch
Nigel Dr. Stothard
Johannes Dr. Arnold
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Publication of EP1247878A1 publication Critical patent/EP1247878A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1247878B1 publication Critical patent/EP1247878B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/12—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the method of spraying
    • C23C4/14—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the method of spraying for coating elongate material
    • C23C4/16—Wires; Tubes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C24/00—Coating starting from inorganic powder
    • C23C24/08—Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat
    • C23C24/10—Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat with intermediate formation of a liquid phase in the layer

Definitions

  • the invention relates to a device for laser coating internal component surfaces with an additional powdery material, in particular the preamble of claim 1.
  • Supply lines for cooling media are also integrated in the lance, Powder material, protective gas and a purge gas to generate a Exit window of the laser beam at the tip of the lance, free-blowing cross jets.
  • the coating is done by immersing the lance in the cylinder bore, the powder being blown out to the coating location via a jet nozzle and is melted there in the laser beam. By turning at the same time and shifting the coating lance result in spirally adjacent Caterpillars that have a coherent tread coating form. Due to the inherent beam parameter product (beam divergence and However, such devices are based on one beam relatively low length / diameter ratio of the coating lance limited so that they can be used to coat slim surfaces Cylinder bores or other component cavities that are difficult to access are unsuitable.
  • the object of the invention is the coating device of the aforementioned Design in a structurally simple manner so that even those that are difficult to access Component inner surfaces, and in particular the lower surface sections of cylinder bores with a relatively small bore diameter, no problem and to be coated with high radiation efficiency.
  • the laser light guide co-rotates with the coating lance and the laser radiation over an optical rotary coupling, but preferably directly from that on the device head arranged and also co-rotating laser source, in the device side Optical fiber end is coupled, the coating device is not on straight lance shapes is limited, but also others, Depending on the application, differently curved lance shapes can be used and there is a deflecting mirror at the tip of the lance for lateral beam deflection in a simple way that the light guide on the decoupling side End section is bent or an inclined to the light guide axis End face has, while in the second variant of the invention, at which the laser light guide in the coating lance by a non-rotatably arranged Optical fiber takes place, which is also in a rotationally fixed with the Device head connected inner tube of the coating lance exactly coaxial to the Axis of rotation of the coating lance is fixed, even then a further improved Energy transmission results when the laser source is removed from the device head is
  • a is used as the laser source Diode laser provided, the inherently unfavorably high beam parameter product because of the superior transmission quality of the invention Coating device even with a very slim coating lance has no effect on the effectively applied laser power, which in the Other, however, much better performance values (socket efficiency) as a conventional solid, e.g. Nd: YAG laser has.
  • the Process monitoring expediently facilitated by the fact that in the light guide from the tip of the lance opposite to the laser beam optical, e.g. the Infrared signals indicating the melting temperature at the respective coating location are fed back and decoupled for process control at the device head.
  • the Process monitoring expediently facilitated by the fact that in the light guide from the tip of the lance opposite to the laser beam optical, e.g. the Infrared signals indicating the melting temperature at the respective coating location are fed back and decoupled for process control at the device head.
  • the Infrared signals indicating the melting temperature at the respective coating location are fed back and de
  • the coating device shown in FIG. 1 contains one as main components High-power diode laser 1, one of them optically via a light guide 2 coupled device head 3 and a coating lance 4, which on a Rotary guide 5 of the device head 3 mounted and by means of a drive motor 6 including a slip clutch 7 endlessly rotatable about a central axis A-A is driven.
  • the light guide 2 runs through the device head 3 in a standpipe that is firmly connected to it and coaxial to axis A-A 8 continuously to the tip of the lance and is at the end of the standpipe by means of a Fiber connector 9 and one between this and the rotating outer tube 10 of the coating lance 4 effective ball bearings 11 exactly centrically attached to the axis of rotation A-A of the coating lance 4.
  • a lance tube 10 which also co-rotates therewith interchangeable insert 12 with a collimation optics 13 and one Deflecting and focusing mirror 14 attached.
  • the one from the fiber end divergent emerging laser beam is caused by the rotating around the light guide axis Collimation optics 13 converted into an axially parallel light beam and from the deflecting mirror 14 through a protective glass window 15 to the one to be coated Component inner surface 16, such as the cylinder surface of an engine block, redirected and focused.
  • the coating device is completed by externally attached to the lance tube 10 Powder and gas feed lines 17, 18, through which the coating powder, such as a high-silicon aluminum powder and a protective gas on the focus region of the laser beam are blown out, and one in the outer tube 10 Compressed air duct 18 running from the device head 3 to the lance tip for generation one of the protective glass window 15 free blowing cross-jets and one Cooling water circuit for cooling the distal end of the light guide, which one coolant flow, in the area of the fiber connector in the annular space between Stand and lance pipe 8, 10 arranged cooling water jacket 20 and contains assigned flow and return channels 21, 22 in the lance tube 10 (Fig. 1b).
  • the coating powder such as a high-silicon aluminum powder and a protective gas on the focus region of the laser beam are blown out
  • Compressed air duct 18 running from the device head 3 to the lance tip for generation one of the protective glass window 15 free blowing cross-jets and one Cooling water circuit for cooling the distal end of the light guide, which one coolant
  • temperature-indicating infrared signals from the coating site return in the opposite direction to the laser beam in the light guide 2 to the device head 3, where they go to a process control unit via a semi-transparent mirror element (not shown), for example for thermal process regulation of the coating process.
  • the laser beam of the diode laser 101 is to the device head 103 via another, firmly connected to it
  • the lance tube 110 In the area of the lance tip are the lance tube 110 and the light guide 102 bent so that the laser beam at the end of the light guide emitted obliquely to the axis of rotation A-A of the coating lance 104 and through a downstream, again interchangeable, collimation and focusing optics 24 is bundled onto the cylinder tread 116 without it this requires a deflecting mirror.
  • the lance tube 110 can be in the bending direction be adjustable so as to adjust the deflection angle of the laser beam to be able to change. Incidentally, the construction and operation of this is Embodiment the same as in the coating device of FIG. 1st
  • the laser light guide on the single beam side up to the diode laser is extended and this in the embodiment of FIG. 2 either co-rotating with the coating lance 104 or stationary with the device head 103 connected and the laser light guide 102 then via a rotary coupling the laser 101 is connected.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

Bei einem Gerät zur Laserbeschichtung von Bauteil-Innenflächen (16) mit einem insbesondere pulverförmigen Zusatzmaterial, bestehend aus einer Laserquelle (1) und einem mit dieser optisch verbundenen Gerätekopf (3) mit einer an diesem über eine Drehführung (5) gelagerten, translatorisch und rotatorisch über die Innenfläche verfahrbaren Beschichtungslanze (4), in welcher der Laserstrahl axial von der Drehführung zur Lanzenspitze und von dort auf die Bauteil-Innenfläche gerichtet wird, wird erfindungsgemäß selbst bei einem großen Schlankheitsgrad (Längen-/Querschnittsverhältnis) der Beschichtungslanze und einem ungünstig hohen Strahlparameterprodukt der Laserstrahlung eine äußerst verlustarme Energieübertragung von der Laserquelle zum Beschichtungsort dadurch erzielt, dass die Beschichtungslanze einen von der Drehführung zur Lanzenspitze verlaufenden, laserstrahlführenden Lichtleiter (2) enthält. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zur Laserbeschichtung von Bauteillnnenflächen mit einem insbesondere pulverförmigen Zusatzmaterial, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Geräte zur Laser-Pulverbeschichtung von mechanisch hoch belasteten Bauteilflächen sind in zahlreichen Ausführungsformen bekannt. So werden bei dem aus der DE 196 43 02 A1 bekannten Gerät der eingangs genannten Art mittels einer drehbaren, mit einem Nd:YAG-Festkörperlaser optisch verbundenen Beschichtungslanze Zylinderlaufbahnen mit einem hochsiliziumhaltigen Aluminiumpulver beschichtet, um so eine verschleißbeständige Lauffläche in Aluminium-Kurbelgehäusen zu erzeugen. Dabei wird der Laserstrahl in einem Lichtleiter vom Festkörperlaser zu einer Drehführung geleitet, die eine endlose Drehung der angeflanschten Beschichtungslanze gestattet. An der Drehführung wird der Laserstrahl aus dem Lichtleiter ausgekoppelt, kollimiert und gelangt dann freistrahlend durch die Lanze zur einer Umlenk- und Fokussieroptik, wo der Strahl auf die zu beschichtende Zylinderfläche umgelenkt und fokussiert wird. Zusätzlich in die Lanze integriert sind Versorgungsleitungen für Kühlmedien, Pulverwerkstoff, Schutzgas und ein Spülgas zur Erzeugung eines das Austrittsfenster des Laserstrahls an der Lanzenspitze freiblasenden Cross-Jets. Das Beschichten erfolgt durch Eintauchen der Lanze in die Zylinderbohrung, wobei das Pulver über eine Strahldüse zum Beschichtungsort ausgeblasen und dort im Laserstrahl aufgeschmolzen wird. Durch das gleichzeitige Drehen und Verschieben der Beschichtungslanze entstehen spiralförmig aneinanderliegende Raupen, die eine zusammenhängende Laufflächen-Beschichtung bilden. Aufgrund des inhärenten Strahlparameterprodukts (Strahldivergenz und Strahltaillierung) des Festkörperlasers sind derartige Geräte jedoch auf ein verhältnismäßig niedriges Längen-/Durchmesserverhältnis der Beschichtungslanze beschränkt, so dass sie zur vollflächigen Beschichtung von schlanken Zylinderbohrungen oder anderen, schwer zugänglichen Bauteil-Hohlräumen ungeeignet sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, das Beschichtungsgerät der eingangs genannten Art auf baulich einfache Weise so auszubilden, dass auch schwer zugängliche Bauteil-Innenflächen, und insbesondere die tieferliegenden Flächenabschnitte von Zylinderbohrungen mit relativ kleinem Bohrungsdurchmesser, problemlos und mit hoher Strahlungseffizienz zu beschichten sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das im Anspruch 1 angegebene Beschichtungsgerät gelöst.
Mit dem erfindungsgemäßen Beschichtungsgerät wird selbst bei sehr kleinen Lanzenguerschnitten und praktisch beliebiger Lanzenlänge eine äußerst verlustarme Energieübertragung in der Beschichtungslanze vor allem auch von Laserstrahlen mit hohem Strahlparameterprodukt erzielt, ohne dass es hierzu aufwändiger Linsensysteme im Lanzeninneren oder einer ebenfalls aufwändigen Ausbildung der Beschichtungslanze als optischer Hohlleiter bedarf
Hinzu kommt, dass bei einer ersten Variante der Erfindung, wonach der Laserlichtleiter mit der Beschichtungslanze mitrotiert und die Laserstrahlung über eine optische Drehkoppelung, vorzugsweise aber unmittelbar von der am Gerätekopf angeordneten und ebenfalls mitrotierenden Laserquelle, in das geräteseitige Lichtleiterende eingekoppelt wird, das Beschichtungsgerät nicht auf geradlinige Lanzenformen beschränkt ist, sondern ohne weiteres auch andere, je nach Anwendungsfall unterschiedlich gekrümmte Lanzenformen verwendbar sind und sich ein Umlenkspiegel an der Lanzenspitze zur seitlichen Strahlablenkung dadurch auf einfache Weise erübrigt, dass der Lichtleiter am auskoppelseitigen Endabschnitt abgebogen ist oder eine zur Lichtleiterachse geneigte Stirnfläche besitzt, während sich bei der zweiten Variante der Erfindung, bei der die Laserlichtführung in der Beschichtungslanze durch einen drehfest angeordneten Lichtleiter erfolgt, welcher in einem gleichfalls drehfest mit dem Gerätekopf verbundenen Innenrohr der Beschichtungslanze exakt koaxial zur Drehachse der Beschichtungslanze fixiert ist, auch dann eine weiter verbesserte Energietransmission ergibt, wenn die Laserquelle entfernt vom Gerätekopf angeordnet ist, da sich in diesem Fall der Lichtleiter in optisch und baulich günstiger Weise von der Lanzenspitze bis zur Laserquelle durchgehend drehkopplungsfrei ausbilden lässt. Der zwischen Lanzenaußen- und -innenrohr vorhandene Ringraum wird dabei vorzugsweise als Kühl- und/oder Arbeitsmittel-, z.B. Schutzgaskanal genutzt.
In besonders bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist als Laserquelle ein Diodenlaser vorgesehen, dessen an sich ungünstig hohes Strahlparameterprodukt wegen der überlegenen Übertragungsqualität des erfindungsgemäßen Beschichtungsgeräts selbst bei einer sehr schlank gestalteten Beschichtungslanze ohne Auswirkung auf die effektiv applizierte Laserleistung bleibt, der im Übrigen aber wesentlich bessere Leistungswerte (Steckdosenwirkungsgrad) als ein herkömmlicher Festkörper-, z.B. Nd:YAG-Laser besitzt. Ferner wird die Prozessüberwachung zweckmäßigerweise dadurch erleichtert, dass im Lichtleiter von der Lanzenspitze aus gegenläufig zum Laserstrahl optische, z.B. die Schmelztemperatur am jeweiligen Beschichtungsort angebende Infrarotsignale rückgeführt und zur Prozesssteuerung am Gerätekopf ausgekoppelt werden. Um die Abstrahlcharakteristik des Laserstrahls an der Lanzenspitze auf einfache Weise an den jeweiligen Anwendungsfall anpassen zu können, enthält diese zweckmäßigerweise eine auswechselbare Fokussieroptik.
Die Erfindung wird nunmehr anhand zweier in der Zeichnung stark schematisiert dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Diese zeigt in
Fig. 1a, b
ein Beschichtungsgerät in einer ersten Ausführungsform der Erfindung im Längs- (a) und im Querschnitt (b); und
Fig.2
eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
Das in Fig. 1 gezeigte Beschichtungsgerät enthält als Hauptbestandteile einen Hochleistungs-Diodenlaser 1, einen an diesen über einen Lichtleiter 2 optisch angekoppelten Gerätekopf 3 und eine Beschichtungslanze 4, die an einer Drehführung 5 des Gerätekopfs 3 gelagert und mittels eines Antriebsmotors 6 einschließlich einer Rutschkupplung 7 um eine zentrale Achse A-A endlos rotierbar angetrieben ist. Der Lichtleiter 2 verläuft durch den Gerätekopf 3 hindurch in einem mit diesem fest verbundenen, zur Achse A-A koaxialen Standrohr 8 durchgehend bis zur Lanzenspitze und ist am Standrohrende mittels eines Faserendsteckers 9 und eines zwischen diesem und dem rotierenden Außenrohr 10 der Beschichtungslanze 4 wirksamen Kugellagers 11 exakt zentrisch zur Drehachse A-A der Beschichtungslanze 4 befestigt.
Im Bereich der Lanzenspitze ist am Lanzenrohr 10 ein mit diesem mitrotierendes, auswechselbares Einsatzstück 12 mit einer Kollimationsoptik 13 und einem Umlenk- und Fokussierspiegel 14 angebracht. Der vom Lichtleiterende divergent austretende Laserstrahl wird durch die um die Lichtleiterachse rotierende Kollimationsoptik 13 in ein achsparalleles Lichtbündel umgewandelt und vom Umlenkspiegel 14 durch ein Schutzglasfenster 15 hindurch auf die zu beschichtende Bauteil-Innenfläche 16, etwa die Zylinderlauffläche eines Motorblocks, umgelenkt und fokussiert.
Komplettiert wird das Beschichtungsgerät durch außen am Lanzenrohr 10 befestigte Pulver- und Gaszuleitungen 17, 18, über die das Beschichtungspulver, etwa ein hochsiliziumhaltiges Aluminiumpulver, und ein Schutzgas auf die Fokusregion des Laserstrahls ausgeblasen werden, sowie einen im Außenrohr 10 vom Gerätekopf 3 zur Lanzenspitze verlaufenden Druckluftkanal 18 zur Erzeugung eines das Schutzglasfenster 15 freiblasenden Cross-Jets und einen Kühlwasserkreislauf zur Kühlung des distalen Lichtleiterendes, welcher einen kühlmitteldurchströmten, im Bereich des Faserendsteckers im Ringraum zwischen Stand- und Lanzenrohr 8, 10 angeordneten Kühlwassermantel 20 und zugeordnete Vor- und Rücklaufkanäle 21, 22 im Lanzenrohr 10 (Fig. 1b) enthält.
Beim Beschichten der Zylinderlauffläche 16 wird das über die Pulverzuleitung 17 zur Fokusregion zuströmende Beschichtungspulver durch den Laserstrahl aufgeschmolzen, und durch Drehung der Beschichtungslanze 4 und gleichzeitige Verschiebung des Gerätekopfes 3 in Pfeilrichtung P entstehen spiralförmig aneinanderliegende Beschichtungsraupen, durch die sich eine großflächige Laufflächenbeschichtung erzeugen lässt. Aufgrund des praktisch beliebig großen Längen-/Querschnittsverhältnisses der Beschichtungslanze 4 können auf diese Weise Zylinderlaufflächen 16 hohen Schlankheitsgrades oder auch andere, schlecht zugängliche Bauteil-Innenflächen mit geringen Laser-Leistungsverlusten beschichtet werden. Weiterhin lassen sich Signale zur Prozessüberwachung z. B. temperaturanzeigende Infrarotsignale vom Beschichtungsort gegenläufig zum Laserstrahl im Lichtleiter 2 zum Gerätekopf 3 zurückführen, wo sie über ein halbdurchlässiges Spiegelelement zu einer Prozesssteuereinheit (nicht gezeigt), etwa zur thermischen Prozessregulierung des Beschichtungsvorgangs, ausgekoppelt werden.
Das in Fig. 2 gezeigte Ausführungsbeispiel, wo die der oben beschriebenen Ausführungsform entsprechenden Komponenten durch ein um 100 erhöhtes Bezugszeichen gekennzeichnet sind, unterscheidet sich von dieser in erster Linie dadurch, dass der in der Beschichtungslanze 104 angeordnete Lichtleiter 102 nicht in einem feststehenden Standrohr angeordnet ist, sondern mit der Beschichtungslanze 104 mitrotiert. Der Laserstrahl des Diodenlasers 101 wird an den Gerätkopf 103 über einen mit diesem fest verbundenen, weiteren Lichtleiter 102' übertragen und gelangt über eine optische Drehkoppelung 23 in den rotierenden Lichtleiter 102. Im Bereich der Lanzenspitze sind das Lanzenrohr 110 und der Lichtleiter 102 abgebogen, so dass der Laserstrahl am Lichtleiterende schräg zur Drehachse A-A der Beschichtungslanze 104 emittiert und durch eine nachgeschaltete, wiederum auswechselbare Kollimations- und Fokussieroptik 24 auf die Zylinderlauffläche 116 gebündelt wird, ohne dass es hierzu eines Umlenkspiegels bedarf Dabei kann das Lanzenrohr 110 in Biegerichtung verstellbar ausgebildet sein, um so den Umlenkwinkel des Laserstrahls verändern zu können. Im Übrigen ist die Bau- und Betriebsweise dieses Ausführungsbeispiels die gleiche wie bei dem Beschichtungsgerät nach Fig. 1.
Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, den Diodenlaser unmittelbar am Gerätekopf anzuordnen, wobei der Laserlichtleiter einstrahlseitig bis zum Diodenlaser verlängert ist und dieser in der Ausführungsform nach Fig. 2 entweder mit der Beschichtungslanze 104 mitrotiert oder feststehend mit dem Gerätekopf 103 verbunden und der Laserlichtleiter 102 dann über eine Drehkoppelung an den Laser 101 angeschlossen ist.

Claims (9)

  1. Gerät zur Laserbeschichtung von Bauteil-Innenflächen mit einem insbesondere pulverförmigen Zusatzmaterial, bestehend aus einer Laserquelle und einem mit dieser optisch verbundenen Gerätekopf mit einer an diesem über eine Drehführung gelagerten, translatorisch und rotatorisch über die Innenfläche verfahrbaren Beschichtungslanze, in welcher der Laserstrahl axial von der Drehführung zur Lanzenspitze und von dort auf die Bauteil-Innenfläche gerichtet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungslanze (4; 104) einen von der Drehführung (5; 105) zur Lanzenspitze verlaufenden, laserstrahlführenden Lichtleiter (2; 102) enthält.
  2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserlichtleiter (102) gemeinsam mit der Beschichtungslanze (104) drehbar angetrieben und im Bereich des gerätekopfseitigen Lichtleiterendes eine optische Drehkoppelung (23) zur Einkoppelung des Laserstrahls vorgesehen ist.
  3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserquelle am Gerätekopf angeordnet ist und der von der Laserquelle emittierte Laserstrahl unmittelbar in den sich mit der Beschichtungslanze mitdrehenden Laserlichtleiter eingekoppelt wird.
  4. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungslanze (4) ein drehbar angetriebenes Außen- (10) und ein in diesem angeordnetes, drehfest mit dem Gerätekopf (3) verbundenes Innenrohr (8) enthält und der Laserlichtleiter (2) im drehfesten Innenrohr koaxial zur Drehachse (A-A) des Außenrohrs (10) fixiert ist.
  5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserquelle (1) entfernt vom Gerätekopf (3) angeordnet und der Laserlichtleiter (2) über die Drehführung (5) hinaus durchgehend bis zur Laserquelle verlängert ist.
  6. Gerät nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch das Innenrohr (8) umgebende Kühl- und/oder Arbeitsmittelkanäle (19, 21, 22).
  7. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserquelle (1; 101) ein Diodenlaser ist.
  8. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Laserlichtleiter (2; 102) vom distalen Lichtleiterende aus gegenläufig zum Laserstrahl optische Signale zur Prozessüberwachung rückgeführt sind.
  9. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lanzenspitze eine auswechselbare Fokussieroptik (13, 14; 24) enthält.
EP02002933A 2001-04-04 2002-02-09 Gerät zur Laser-Pulverbeschichtung Expired - Lifetime EP1247878B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10116720A DE10116720A1 (de) 2001-04-04 2001-04-04 Gerät zur Laser-Pulverbeschichtung
DE10116720 2001-04-04

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP1247878A1 true EP1247878A1 (de) 2002-10-09
EP1247878B1 EP1247878B1 (de) 2005-02-02

Family

ID=7680319

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP02002933A Expired - Lifetime EP1247878B1 (de) 2001-04-04 2002-02-09 Gerät zur Laser-Pulverbeschichtung

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP1247878B1 (de)
DE (2) DE10116720A1 (de)
ES (1) ES2233723T3 (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1927424A1 (de) 2006-12-02 2008-06-04 Technogenia Vorrichtung zum Wiederaufladen einer konkaven Oberfläche eines Werkstückes durch Einbringung eines Materiales und durch Einbringung von Laserenergie
WO2013117754A1 (de) * 2012-02-10 2013-08-15 Limo Patentverwaltung Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zur laserbearbeitung einer oberfläche eines werkstücks oder zur nachbehandlung einer beschichtung auf der aussenseite oder der innenseite eines werkstücks
WO2015197811A1 (en) 2014-06-26 2015-12-30 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Coating method and coated substrate
EP2629923B1 (de) * 2010-10-22 2018-05-16 Xaloy, Inc. Vertikales laserauftragschweisssystem
CN113663828A (zh) * 2020-04-30 2021-11-19 上海飞机制造有限公司 一种静电喷枪

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009024957B3 (de) * 2009-06-11 2010-09-23 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Modulares System zum Auftragsschweißen an innenliegenden Oberflächen von Werkstücken mit einem Laserstrahl
DE102012204091A1 (de) 2012-03-15 2013-09-19 Robert Bosch Gmbh Pulverbeschichtungsvorrichtung und Pulverbeschichtungsverfahren
CN113510249B (zh) * 2021-07-02 2022-12-27 西安交通大学 一种可输送硬质粉末的多流道高速旋转密封装置
DE102021211371A1 (de) 2021-10-08 2023-04-13 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein Vorrichtung und Verfahren zur Ausbildung einer Beschichtung auf einer Innenwand eines hohlzylindrischen Elements

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3843865A (en) * 1971-09-14 1974-10-22 G Nath Device for material working by a laser beam,and method for its production
JPS5645293A (en) * 1979-09-19 1981-04-24 Hitachi Ltd Laser welding device
US4367017A (en) * 1979-09-28 1983-01-04 Hitachi, Ltd. Laser beam reflection system
EP0298374A1 (de) * 1987-07-06 1989-01-11 Westinghouse Electric Corporation Flexibler Laserschweisskopf zum Verschweissen einer Muffe mit einem Rohr
EP0300458A1 (de) * 1987-07-21 1989-01-25 Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha Laserstrahlschweissverfahren für eine Innenumfangsfläche eines Rohres
US5426278A (en) * 1992-07-15 1995-06-20 Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. Laser irradiating torch
EP0837152A1 (de) * 1996-10-18 1998-04-22 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft, Patentabteilung AJ-3 Verfahren zum Beschichten eines aus einer Aluminium-Legierung bestehenden Bauteils einer Brennkraftmaschine mit Silicium
EP0950461A2 (de) * 1998-04-17 1999-10-20 VAW motor GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Laserbearbeitung einer Innenfläche
EP1041173A1 (de) * 1999-04-01 2000-10-04 VAW Aluminium AG Leichtmetallzylinderblock, Verfahren zu seiner Herstellung und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE856712C (de) * 1951-04-29 1952-11-24 Kuehnle Ag Verfahren zum UEberziehen von anschmelzbaren, insbesondere metallischen Oberflaechenmit verschleiss- und korrosionsfesten Schutzwerkstoff-Schichten
DE1295960B (de) * 1965-02-22 1969-05-22 Gewerk Eisenhuette Westfalia Verfahren und Vorrichtung zum Auftragen von metallischen UEberzugsmaterialien auf Oberflaechen von Werkstuecken
JP2659809B2 (ja) * 1989-08-07 1997-09-30 三菱重工業株式会社 レーザ用反射ミラー
JPH03128183A (ja) * 1989-10-13 1991-05-31 Toshiba Corp レーザ加工装置
DE3935009A1 (de) * 1989-10-20 1991-04-25 Inst Nat Sciences Appliq Vorrichtung fuer die laser-plasmabeschichtung
DE4017286A1 (de) * 1990-05-29 1991-12-05 Cooper Ind Inc Verfahren und vorrichtung zum loeten und entloeten
DE4115561A1 (de) * 1990-08-17 1992-02-20 Siemens Ag Vorrichtung und verfahren zum laserschweissen eines rohres
JPH0715554Y2 (ja) * 1991-06-07 1995-04-12 株式会社モリタ製作所 ファイバー式レーザ治療装置
US5359172A (en) * 1992-12-30 1994-10-25 Westinghouse Electric Corporation Direct tube repair by laser welding
JPH07292481A (ja) * 1994-04-25 1995-11-07 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 塗布膜クラッディング装置
DE19606555A1 (de) * 1996-02-22 1997-08-28 Laser Medizin Zentrum Ggmbh Oszillator-Lichtleiter-Verstärker Anordnung für Laserstrahlen
DE19809367B4 (de) * 1998-03-05 2007-04-05 Nagel Maschinen- Und Werkzeugfabrik Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Feinbearbeitung von Kolbenlaufbahnen
DE19812892B4 (de) * 1998-03-24 2005-06-23 Hans Roßner & Sohn GmbH Mündungselement für Laserstrahlen
DE19834877A1 (de) * 1998-08-01 2000-02-10 Martin Walter Verfahren zum Entfernen von ablagerungsfähigen Verbrennungsprodukten an einer Verbrennungsanlage mittels der Laserstrahlung einer Laserquelle und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3843865A (en) * 1971-09-14 1974-10-22 G Nath Device for material working by a laser beam,and method for its production
JPS5645293A (en) * 1979-09-19 1981-04-24 Hitachi Ltd Laser welding device
US4367017A (en) * 1979-09-28 1983-01-04 Hitachi, Ltd. Laser beam reflection system
EP0298374A1 (de) * 1987-07-06 1989-01-11 Westinghouse Electric Corporation Flexibler Laserschweisskopf zum Verschweissen einer Muffe mit einem Rohr
EP0300458A1 (de) * 1987-07-21 1989-01-25 Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha Laserstrahlschweissverfahren für eine Innenumfangsfläche eines Rohres
US5426278A (en) * 1992-07-15 1995-06-20 Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. Laser irradiating torch
EP0837152A1 (de) * 1996-10-18 1998-04-22 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft, Patentabteilung AJ-3 Verfahren zum Beschichten eines aus einer Aluminium-Legierung bestehenden Bauteils einer Brennkraftmaschine mit Silicium
EP0950461A2 (de) * 1998-04-17 1999-10-20 VAW motor GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Laserbearbeitung einer Innenfläche
EP1041173A1 (de) * 1999-04-01 2000-10-04 VAW Aluminium AG Leichtmetallzylinderblock, Verfahren zu seiner Herstellung und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 005, no. 101 (M - 076) 30 June 1981 (1981-06-30) *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1927424A1 (de) 2006-12-02 2008-06-04 Technogenia Vorrichtung zum Wiederaufladen einer konkaven Oberfläche eines Werkstückes durch Einbringung eines Materiales und durch Einbringung von Laserenergie
FR2909298A1 (fr) * 2006-12-02 2008-06-06 Technogenia Soc Par Actions Si Piece concave rechargee par laser, procede et dispositif pour sa realisation
EP2629923B1 (de) * 2010-10-22 2018-05-16 Xaloy, Inc. Vertikales laserauftragschweisssystem
WO2013117754A1 (de) * 2012-02-10 2013-08-15 Limo Patentverwaltung Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zur laserbearbeitung einer oberfläche eines werkstücks oder zur nachbehandlung einer beschichtung auf der aussenseite oder der innenseite eines werkstücks
WO2015197811A1 (en) 2014-06-26 2015-12-30 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Coating method and coated substrate
CN113663828A (zh) * 2020-04-30 2021-11-19 上海飞机制造有限公司 一种静电喷枪

Also Published As

Publication number Publication date
DE50202153D1 (de) 2005-03-10
EP1247878B1 (de) 2005-02-02
DE10116720A1 (de) 2002-10-10
ES2233723T3 (es) 2005-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4226461C2 (de) Zahnärztliches Instrument zur Behandlung von Zähnen mittels Laserstrahlen
EP0762947A1 (de) Vorrichtung zur materialbearbeitung mit einem laser
EP0543830B1 (de) Vorrichtung und verfahren zum laserschweissen eines rohres
EP2429755B1 (de) Vorrichtung und verfahren zur umfangsbearbeitung eines materialstranges mittels laser
DE102006034031B4 (de) Luftgekühltes Steckerbauteil für einen Lichtwellenleiter
EP1607167A1 (de) Crossjet-Leitvorrichtung für einen Laser-Hybrid-Schweissprozess
DE60220343T2 (de) Schweissvorrichtung mit einem miniaturisierten Laserstrahl
DE102016103578B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Aufrauen von Substraten
EP1247878A1 (de) Gerät zur Laser-Pulverbeschichtung
DE4339488A1 (de) Handstück, sowie Verfahren zur Spülung des Arbeitspunktes eines aus einem Lichtleiter austretenden Laserlichtstrahls
DE102011002696A1 (de) Bearbeitungsvorrichtung
DE102009008284B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur laserunterstützten, spanenden Bearbeitung von hochfesten Werkstoffen
DE202004013136U1 (de) Modulare Lichtwellenoptik
EP0908264B1 (de) Vorrichtung zum Härten der Innenkontur eines Waffenrohres mit Laserstrahlung
DE202018107281U1 (de) Strahlformungseinheit mit Kühlsystem für Hochleistungslaser
EP0543829B1 (de) Vorrichtung und verfahren zum laserschweissen eines rohres
DE10035622A1 (de) Pulverbeschichtungskopf
EP2468445A1 (de) Laserbearbeitungsmaschine mit einem Diodenlaser, dessen Strahl um seine Strahlachse drehbar ist, und Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks
EP1661658A1 (de) Vorrichtung zur Herstellung einer Bohrung mittels Laserstrahlung
DE102004051225C5 (de) Roboter und Verfahren zur Steuerung eines Roboters
DE102005043924B3 (de) Reflektoranordnung und Verfahren zum Härten von Innenflächen
DE102005016734A1 (de) Bearbeitungssystem mit einem Bearbeitungsroboter
DE102021103603B4 (de) Verfahren zum Bearbeiten einer optischen Faser, optische Faser sowie Kopplungsanordnung
DE102006062695A1 (de) Themperatur- und Luftfeuchtigkeitsänderungsausgleich bei der resultierenden Längenänderung bei LWL&#39;s um die Ein- und Austrittsposition zu halten
DE2823037C2 (de) Schweiß-, Schneid-, Heiz- oder Flämmbrenner

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE TR

AX Request for extension of the european patent

Free format text: AL;LT;LV;MK;RO;SI

17P Request for examination filed

Effective date: 20021025

AKX Designation fees paid

Designated state(s): DE ES FR GB IT

17Q First examination report despatched

Effective date: 20030617

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): DE ES FR GB IT

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FG4D

Free format text: GERMAN

GBT Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977)

Effective date: 20050214

REF Corresponds to:

Ref document number: 50202153

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20050310

Kind code of ref document: P

REG Reference to a national code

Ref country code: ES

Ref legal event code: FG2A

Ref document number: 2233723

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: T3

ET Fr: translation filed
PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed

Effective date: 20051103

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20140218

Year of fee payment: 13

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Payment date: 20140227

Year of fee payment: 13

Ref country code: FR

Payment date: 20140227

Year of fee payment: 13

Ref country code: ES

Payment date: 20140120

Year of fee payment: 13

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 20140227

Year of fee payment: 13

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R119

Ref document number: 50202153

Country of ref document: DE

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 20150209

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

Effective date: 20151030

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20150209

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20150209

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20150901

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20150302

REG Reference to a national code

Ref country code: ES

Ref legal event code: FD2A

Effective date: 20160329

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20150210