Elektronenstrahlschweißen Dr. Thorsten Löwer von Pro-Beam zum Elektronenstrahlschweißen – KEM
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Dr. Thorsten Löwer von Pro-Beam zum Elektronenstrahlschweißen

Elektronenstrahlschweißen
Dr. Thorsten Löwer von Pro-Beam zum Elektronenstrahlschweißen

Torsten Löwer pro-beam Elektronenstrahlschweißen
Dr. Thorsten Löwer ist CTO der Pro-Beam Gruppe Bild: Pro Beam
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Die Pro-Beam Gruppe mit Hauptsitz in Gilching ist mit mehr als 400 Mitarbeitern an fünf Standorten weltweit im Bereich Elektronenstrahlschweißen erfolgreich tätig. Welche Vorteile die bisher noch nicht so bekannte Fügetechnologie bringt, erläutert Dr. Thorsten Löwer beim Redaktionsbesuch der KEM Konstruktion.

Interview: Bettina Tomppert, Redakteurin KEM Konstruktion

KEM Konstruktion: Pro-Beam ist Ihren Angaben zufolge weltweit führend im Bereich Elektronenstrahlschweißen. Was ist das Besondere an der Technologie und wie funktioniert diese?

Dr. Thorsten Löwer: Das Besondere ist, dass die Einsatzmöglichkeiten höchst vielfältig sind. Denn wir fügen sowohl hochbelastbare Bauteile mit hundert Tonnen, als auch Komponenten mit nur wenigen Gramm. Zudem ist das Verfahren in Branchen mit einem hohen Präzisionsanspruch genauso wie in hochautomatisierten Branchen mit kurzen Taktzeiten eine effiziente und wirtschaftliche Lösung.

Beim Elektronenstrahlschweißen löst eine geheizte Kathode an Atome gebundene Elektronen aus dem Gitterverband. Diese werden dann durch ein elektrisches Feld zur Anode beschleunigt und mit Hilfe elektromagnetischer Linsen zu einem fokussierten Strahl geformt. Die Elektronen erreichen dabei eine Geschwindigkeit zwischen einem und zwei Dritteln der Lichtgeschwindigkeit. Treffen diese schließlich auf die Materie auf, geben sie punktgenau Wärme ab – das umgebende Material bleibt weitestgehend kalt. Bei Energiedichten von über 107 W/cm2 verdampft die geschmolzene Substanz im Zentrum schließlich. Dabei entsteht eine Kapillare, welche von verdampfendem Material offengehalten wird, von flüssigem Material umgeben ist und sich über die gesamte Materialdicke erstrecken kann. Durch leichte Bewegungen des Werkstücks fließt die Schmelze hinter der Kapillare schließlich zusammen, erstarrt und führt so zur Verbindung. Das gesamte Schweißverfahren findet im Vakuum statt.

KEM Konstruktion: Warum ist das Verfahren bisher so wenig bekannt?

Dr. Thorsten Löwer: Der Elektronenstrahl wird trotz seiner Marktdurchdringung oft noch immer als teuer und elitär angesehen. Zwei weitere Punkte sind, dass die Technologie in der universitären Ausbildung so gut wie gar nicht vorkommt, weshalb wir in den letzten Jahren über unsere Stiftung einige Universitäten gefördert und mit modernen Elektronenstrahlanlagen unterstützt haben – und, dass wir bisher zu wenig Marketing betrieben haben.

KEM Konstruktion: Welche Vorteile bringt das Elektronenstrahlschweißen aus Sicht der Konstrukteure?

Dr. Thorsten Löwer: Mit unserem Verfahren lassen sich Bauteile mit beliebigen Geometrien und höchster Komplexität realisieren. Denn der Elektronenstrahl kann über Magnetfelder intelligent geformt und beeinflusst werden, wodurch auch die präzise Bearbeitung von schwer zugänglichen Schweißnähten möglich wird. Außerdem können fast alle metallischen Werkstoffe bearbeitet sowie Materialkombinationen gefügt werden. Letzteres führt in vielen Fällen zu einer deutlichen Kostenreduktion. Ein weiterer Vorteil ist der fokussierte Wärmeeintrag, welcher einen nur minimalen Verzug beim bearbeiteten Werkstück hervorruft und die mechanischen und technologischen Gütewerte des Materials beibehält. Im besten Fall ziehen Konstrukteure den Elektronenstrahl schon zu Beginn ihrer Zeichnungen in Betracht. Dann können Bauteile von Grund auf anders gedacht werden.

KEM Konstruktion: Wo liegen die typischen Anwendungsfelder und wo gibt es noch Potenziale?

Dr. Thorsten Löwer: Der Elektronenstrahl ist hinsichtlich der Fertigung hochbelastbarer Bauteile in der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie sowie bei Forschungseinrichtungen schon seit Jahren etabliert. Weitere für uns relevante Branchen sind die Energietechnik oder auch die Halbleiterindustrie. Eines der wichtigsten Zukunftsthemen ist für uns jedoch die E-Mobilität.

KEM Konstruktion: Zu welchen Veränderungen hat die Digitalisierung und Automatisierung in Ihrem Unternehmen geführt?

Dr. Thorsten Löwer: Aufgrund der Digitalisierung konnten wir unser Verfahren zu einer hochmodernen Technologie weiterentwickeln und den Automatisierungsgrad ausbauen. Das Ergebnis ist, dass Schweißaufgaben heute präziser, produktiver und wirtschaftlicher realisiert werden können und eine exakte Prozessüberwachung möglich ist. Bei kundenspezifischen Anlagen lässt sich der gesamte Prozess zudem in eine vernetzte Produktionsumgebung integrieren und selbst ungeschulte Anlagenbediener sind in der Lage, die Anlagen zu betreiben.

www.pro-beam.com

Details zum Schweißen mit dem Elektronenstrahl
hier.pro/lqb0q

Kontakt:

pro-beam GmbH & Co. KGaA
Zeppelinstr. 26
82205 Gilching
Tel.: 089 899 233-0
E-Mail: info@pro-beam.com
Website: www.pro-beam.com


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