Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWSHochleistungs-Beschichtung für rotationssymmetrische Bauteile
Das Laserdirektplattieren eröffnet neue Möglichkeiten für die energieeffiziente Beschichtung großformatiger, rotationssymmetrischer Bauteile. Im Gegensatz zu konventionellen Verfahren wird dabei kein Pulver, sondern bandförmiges Beschichtungsmaterial verwendet. Dieses wird spiralförmig um den Grundkörper gelegt und mit Hilfe eines Lasers im Fügespalt lokal erwärmt. Eine Anpressrolle sorgt dafür, dass das Band stoffschlüssig mit dem Bauteil verbunden wird. Auf diese Weise lassen sich Schichten von mehreren Millimetern Dicke prozesssicher und homogen auftragen – mit Auftragsraten von bis zu 100 Kilogramm pro Stunde und gleichzeitig deutlich reduziertem Energiebedarf.
Vorteile gegenüber anderen Verfahren
Mit dem am Fraunhofer IWS entwickelten Direktplattier-Verfahren lässt sich der Energieverbrauch im Vergleich zu etablierten Verfahren um den Faktor fünf senken. Da das Material nicht vollständig aufgeschmolzen wird, reduziert sich die thermische Belastung der Bauteile erheblich. Gleichzeitig entstehen reproduzierbare Schichtdicken bis zu mehreren Millimetern, die ohne zusätzliche Bearbeitung nutzbar sind. Damit lassen sich die Prozesszeiten deutlich verkürzen und die Produktionskosten spürbar senken.
- Sehr hohe Auftragsraten (50–100 kg/h)
- Reduzierte thermische Belastung der Bauteile
- Hohe Schichthomogenität und Oberflächenqualität
- 100 % Materialausnutzung, kein Overspray
- Geringer Energieverbrauch im Vergleich zu alternativen Verfahren
- Schneller, emissions- und geräuscharmer Prozess
Werkstoffe und Anwendungen
Es können unterschiedlichste Werkstoffe verarbeitet werden – von Edelstählen über Bronze, Messing und Kupfer bis hin zu Nickel- und Kobaltbasislegierungen. Geplante Anwendungsbeispiele sind:
- Aufarbeitung von Arbeitswalzen
- Beschichtung großer Hydraulikzylinder
- Direktauftrag von Lagerwerkstoffen
- Integration spiralförmiger Kühlkanäle
Technische Eckdaten
- Abmaß der Rohlinge/Grundkörper: Rundmaterial von Ø 80 bis 400 mm, max. 2000 mm Länge
- Fertigteil: max. Ø 500mm
- Max. 2,5 t Bauteilgewicht
- Beschichtungsmaterial: 5-22 mm Breite, max. 3 mm dicke Bänder