Das Schweißen mit Laserstrahlen ist im Prinzip nichts Neues. Die Geschwindigkeit des im DaimlerChrysler-Forschungszentrum in Ulm neu entwickelten Laser-Schweißverfahrens RobScan dagegen schon. Im Vergleich zum derzeit im Karosseriebau üblichen elektrischen Widerstandspunktschweißen ist es nicht nur fünf- bis zehnmal schneller, sondern auch wesentlich flexibler. Erzeugt wird der für RobScan verwendete Laserstrahl von einem Festkörperlaser hoher Leistung, kurzer Wellenlänge und exzellenter Strahlqualität. Insbesondere der Strahl des "Scheibenlasers" lässt sich extrem scharf bündeln. Im Scannerkopf, der am Ende des Roboterarms befestigt ist, lenken zwei elektronisch gesteuerte Kippspiegel den scharf gebündelten Laserstrahl blitzschnell von einer Schweißnaht zur nächsten.

An den einzelnen Bearbeitungsstellen bewegt sich der stählerne Roboterarm kontinuierlich über die Bauteile hinweg, während gleichzeitig der Scannerkopf quasi im Flug (welding-in-fly) den energiereichen Lichtstrahl über die Bauteile führt. Dadurch können Schweißnähte in höchster Qualität, Präzision und Geschwindigkeit aufgebracht werden. Bei RobScan dauert der Wechsel von einer Schweißstelle zur nächsten nur wenige Millisekunden. Während beim elektrischen Widerstandspunktschweißen die Schweißzange das Werkstück von zwei Seiten anpacken muss, reicht beim Laserschweißen der berührungsfreie Zugang zu einer Seite des Bauteils und eröffnet damit neue Möglichkeiten der Montage.

Vom Einsatz in der Serienproduktion erwarten die DaimlerChrysler-Experten eine spürbare Kostensenkung im Karosserierohbau. Dank der hohen Bearbeitungsgeschwindigkeit lassen sich nun in einer einzigen Station viel mehr Schweißpunkte erzeugen. Dadurch kann die Zahl der Schweißstationen verringert und somit die erforderliche Fertigungsfläche reduziert werden. In der Fabrikhalle der Zukunft könnte ein Pool von Laserstrahlquellen stehen, von dem aus ein weit verzweigtes Glasfasernetzwerk zu verschiedenen Bearbeitungsstationen führt.

Der Innovationspreis für Laser Technologie des Arbeitskreises Lasertechnik e.V. und des Europäischen Laserinstituts ELI ging am 8. Mai 2008 an den Sprecher des Teams der Daimler AG. Bertold Hopf, Leiter des Bereiches Werkstoff- und Fertigungstechnik und an Dr. Klaus-Dieter Debschütz, Leiter Materialien, Fertigungstechnik und Konzepte Fahrzeugaufbau der Konzernforschung in Ulm sowie an Holger Schubert, Projektleiter RobScan.
Demonstration einer Schweißnaht an einer Autotür mit RobScan
(Quelle Daimler)