Neues Beschichtungsverfahren schützt Bremsscheiben
Mit dem Extremen Hochgeschwindigkeits-Laserauftragschweißen (EHLA) können erstmals schnell und wirtschaftlich Verschleiß- und Korrosionsschutzschichten auf Bremsscheiben aufgebracht werden. Entwicklt wurde das Beschichtungsverfahren vom Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT und der RWTH Aachen University.
Bild: ©Buderus Schleiftechnik, Aßlar | HPL Technologies, Aachen.Bremsscheiben bestehen normalerweise aus Gusseisen mit eingelagertem Graphit, das sich durch eine gute Temperaturleitfähigkeit und ein gutes Wärmespeichervermögen bei gleichzeitig geringem Preis auszeichnet. In Kauf genommen wird dabei eine starke Korrosionsneigung und hoher Materialverschleiß im Betrieb, der zu beträchtlichen Feinstaubemissionen führt. Übliche Beschichtungsprozesse - etwa galvanotechnische Verfahren oder thermisches Spritzen - können die Bremsscheiben bislang nicht effektiv schützen, dem sie ermöglichen keine direkte Verbindung der Schutzschichten mit dem Gusseisen und sind zudem material- und kostenintensiv. Ein neues Verfahren soll diese Nachteile nun aber vermeiden: das Extreme Hochgeschwindigkeits-Laserauftragschweißen (EHLA), entwickelt vom Fraunhofer ILT in Aachen und dem Lehrstuhl Digital Additive Production DAP der RWTH Aachen.
Neue Materialverfahren
Beim EHLA-Verfahren werden die Pulverpartikel des Beschichtungswerkstoffes direkt im Laserstrahl aufgeschmolzen und nicht erst im Schmelzbad auf der Oberfläche des Bauteils. Da so flüssige Materialtropfen statt feste Pulverpartikel in das Schmelzbad gelangen, kann die Prozessgeschwindigkeit von bisher 0,5 bis 2 m/min beim herkömmlichen Laserauftragschweißen um mehrere Größenordnungen auf bis zu 500 m/min gesteigert werden. So sinkt die Wärmeeinwirkung auf das zu beschichtende Material deutlich. Statt wie beim herkömmlichen Laserauftragschweißen bis in den Millimeterbereich wird durch EHLA das Material nur im Mikrometerbereich thermisch beeinflusst. So werden vollkommen neue Materialkombinationen möglich. Das EHLA-Verfahren ermöglicht es zudem, sehr dünne Schichten mit Dicken von 25 bis 250 µm aufzutragen. Eine serientaugliche Anlagentechnik mit angepasster Endbearbeitung durch Schleifen wird gerade in Aachen durch die Firma HPL Technologies aufgebaut.
Mit dem Extremen Hochgeschwindigkeits-Laserauftragschweißen (EHLA) können erstmals schnell und wirtschaftlich Verschleiß- und Korrosionsschutzschichten auf Bremsscheiben aufgebracht werden. Entwicklt wurde das Beschichtungsverfahren vom Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT und der RWTH Aachen University.
Bild: ©Buderus Schleiftechnik, Aßlar | HPL Technologies, Aachen.Bremsscheiben bestehen normalerweise aus Gusseisen mit eingelagertem Graphit, das sich durch eine gute Temperaturleitfähigkeit und ein gutes Wärmespeichervermögen bei gleichzeitig geringem Preis auszeichnet. In Kauf genommen wird dabei eine starke Korrosionsneigung und hoher Materialverschleiß im Betrieb, der zu beträchtlichen Feinstaubemissionen führt. Übliche Beschichtungsprozesse - etwa galvanotechnische Verfahren oder thermisches Spritzen - können die Bremsscheiben bislang nicht effektiv schützen, dem sie ermöglichen keine direkte Verbindung der Schutzschichten mit dem Gusseisen und sind zudem material- und kostenintensiv. Ein neues Verfahren soll diese Nachteile nun aber vermeiden: das Extreme Hochgeschwindigkeits-Laserauftragschweißen (EHLA), entwickelt vom Fraunhofer ILT in Aachen und dem Lehrstuhl Digital Additive Production DAP der RWTH Aachen.
Neue Materialverfahren
Beim EHLA-Verfahren werden die Pulverpartikel des Beschichtungswerkstoffes direkt im Laserstrahl aufgeschmolzen und nicht erst im Schmelzbad auf der Oberfläche des Bauteils. Da so flüssige Materialtropfen statt feste Pulverpartikel in das Schmelzbad gelangen, kann die Prozessgeschwindigkeit von bisher 0,5 bis 2 m/min beim herkömmlichen Laserauftragschweißen um mehrere Größenordnungen auf bis zu 500 m/min gesteigert werden. So sinkt die Wärmeeinwirkung auf das zu beschichtende Material deutlich. Statt wie beim herkömmlichen Laserauftragschweißen bis in den Millimeterbereich wird durch EHLA das Material nur im Mikrometerbereich thermisch beeinflusst. So werden vollkommen neue Materialkombinationen möglich. Das EHLA-Verfahren ermöglicht es zudem, sehr dünne Schichten mit Dicken von 25 bis 250 µm aufzutragen. Eine serientaugliche Anlagentechnik mit angepasster Endbearbeitung durch Schleifen wird gerade in Aachen durch die Firma HPL Technologies aufgebaut.
Fraunhofer-Gesellschaft
Dieser Artikel erschien in IT&Production Oktober 2019 - 07.10.19.Für weitere Artikel besuchen Sie www.it-production.com
