Umwelt­freund­li­che Stahl-Beschichtung

Mit dem Stahl-Inno­va­ti­ons­preis zeich­net die deut­sche Stahl­in­dus­trie alle drei Jah­re Inno­va­tio­nen aus, dank derer die­ser Werk­stoff noch lan­ge nicht zum alten Eisen zählt. Im Mit­tel­punkt ste­hen nicht nur Pro­duk­te aus Stahl, son­dern auch inno­va­ti­ve Ver­fah­ren, wie das Extre­me Hoch­ge­schwin­dig­keits-Laser­auf­trag­schwei­ßen EHLA, das bereits mit dem Joseph-von-Fraun­ho­fer-Preis 2017 aus­ge­zeich­net wur­de. Für die umwelt­freund­li­che Laser-Alter­na­ti­ve zur Chrom(VI)-Beschichtung erhiel­ten die For­scher des Fraun­ho­fer-Insti­tuts für Laser­tech­nik ILT aus Aachen am 13. Juni 2018 nun den 2. Preis des Stahl-Inno­va­ti­ons­prei­ses in der Kate­go­rie »Stahl in For­schung und Entwicklung«.

Schnel­les Auf­tra­gen dün­ner Beschich­tun­gen mit­tels Laserlicht

Das dyna­mi­sche Kunst­werk passt zum prä­mier­ten EHLA-Ver­fah­ren: Han­delt es sich doch um einen rie­si­gen Schritt nach vorn beim Ver­schleiß- und Kor­ro­si­ons­schutz von stark bean­spruch­ten Stahl­bau­tei­len, die bis­her vor allem durch hart­ver­chrom­te Schich­ten geschützt wur­den. Für ein Umden­ken bei Beschich­tun­gen mit umstrit­te­nen Chrom(VI)-Verbindungen sorgt in der Ober­flä­chen­tech­nik seit kur­zem die extrem schnel­le Aache­ner Vari­an­te des alt­be­kann­ten Laser­auf­trag­schwei­ßens. EHLA schmilzt Metall­pul­ver­par­ti­kel direkt im Laser­strahl und ermög­licht die Stei­ge­rung der Pro­zess­ge­schwin­dig­keit von bis­her maxi­mal eini­gen Metern pro Minu­te auf bis zu 500 Meter pro Minu­te. Für EHLA spricht nicht nur die Tem­po-Stei­ge­rung, son­dern auch der sehr spar­sa­me Mate­ri­al­ein­satz: Das Ver­fah­ren senkt die her­stell­ba­re Schicht­di­cke von bis­her über 500 auf 25 bis 250 Mikrometer.
Das Kon­zept kommt an: Seit 2015 hat die nie­der­län­di­sche IHC Vre­mac Cylin­ders B.V. aus Apel­doorn bereits eini­ge hun­dert Hydrau­lik­zy­lin­der für den welt­wei­ten Off­shore-Ein­satz mit Län­gen von bis zu 10 Metern und Durch­mes­sern von bis zu 500 Mil­li­me­tern mit ver­schleiß- und kor­ro­si­ons­be­stän­di­gen Legie­run­gen für höchs­te Ansprü­che mit EHLA beschich­tet. Die TRUMPF Laser- und Sys­tem­tech­nik GmbH aus Dit­zin­gen bie­tet mitt­ler­wei­le Laser­an­la­gen der Tru­La­ser Cell-Bau­rei­he für das EHLA-Ver­fah­ren für unter­schied­li­che Bau­teil­grö­ßen an.

Erfolg in Fernost

High­lights sind aber auch Auf­trä­ge aus Chi­na. Die ACu­ni­ty GmbH aus Aachen, ein Spin-off des Fraun­ho­fer ILT, lie­fer­te 2017 unter ande­rem eine 5‑Achs-Anla­ge mit ange­pass­ter EHLA-Düsen­tech­no­lo­gie an das Advan­ced Manu­fac­tu­re Tech­no­lo­gy Cen­ter in Peking. Das staat­li­che For­schungs­in­sti­tut beschäf­tigt sich sehr inten­siv mit der Erfor­schung neu­er sowie umwelt- und res­sour­cen­scho­nen­der Ver­fah­ren. Auf Basis ers­ter Unter­su­chun­gen hat sich dort kürz­lich eine chi­ne­si­sche Fir­ma dazu ent­schie­den, drei gro­ße EHLA-Sys­te­me zum umwelt­freund­li­chen Beschich­ten von Off­shore-Hydrau­lik­zy­lin­dern zu beschaf­fen. Doch das scheint erst der Anfang zu sein. Opti­mis­ti­sche Pro­gno­se von ACu­ni­ty-Geschäfts­füh­rer Chen Hong: »Der Bedarf für das EHLA-Ver­fah­ren ist enorm, denn auch in Chi­na soll bin­nen der nächs­ten zwei Jah­re das Hart­ver­chro­men nach euro­päi­schem Vor­bild regle­men­tiert werden.«