Extremes Hochgeschwindigkeits-Laserauftragsschweißen

Key Words: EHLA, Wear Protection, Corrosion Protection, Coating Technology

EHLA als zukunftsfähige Beschichtungstechnologie

Im Hinblick auf die stetig wachsenden Ansprüche im Bereich Verschleiß- und Korrosionsschutzschichten und die gleichzeitig steigenden Anforderungen in Bezug auf Ressourceneffizienz, werden Verfahren sowohl für eine material- als auch energieeffiziente Fertigung und Material­bearbeitung benötigt: Hier setzt das Extreme Hoch­geschwindigkeits-Laserauftragschweiß-Verfahren (EHLA) an. Es ist eine Weiter­entwicklung des konventionellen Laserauftrag­schweiß-Verfahrens (LA) und zeichnet sich durch große Prozess­geschwindigkeiten von bis zu 500 m/min, einer Flächen­rate von bis zu 2,5 m²/h und einem Pulver­auftrag­wirkungsgrad von bis zu 95% aus. Im Vergleich zum LA wird der Haupt­anteil der thermischen Energie des Lasers während des EHLA-Verfahrens durch den pulver­förmigen Zusatz­werkstoff und nicht durch das Substrat absorbiert. Die Partikel treffen dadurch aufgeschmolzen in ein vergleichs­weise kleines Schmelzbad auf die Substrat­oberfläche. Anders als in klassischen Beschichtungs­verfahren, wie etwa dem thermischen Spritzen oder chemischen Galvanik­prozessen (Vernickeln, Chrom VI), können auf diese Weise stoffschlüssige, angebundene homogene Schichten mit Schichtdicken von 10 bis 350 µm erzeugt werden. 

Darüber hinaus wird die thermische Belastung für die Bauteile mithilfer dieser Verfahrens­weise erheblich reduziert. Als Beschichtungs­materialien stehen nahezu alle Legierungen, zum Beispiel Ni-, Fe- und Co-basis Legierungen oder Metal Matrix Composities (MMC), zur Verfügung. Aufgrund der kleineren Wärme­einbringung in das Substrat, können zudem un­konventionelle Material­paarungen realisiert werden, dazu zählt die Beschichtung von Aluminium, Kupfer und Grauguss. Durch seine einzigartigen Charakteristiken bietet das EHLA-Verfahren als Beschichtungs­technologie außer­ordentliche wirtschaftliche, umwelt- und ressourcen­schonende Vorteile. In den Branchen fluide Antriebssysteme, Verpackungs­industrie sowie Öl- und Gasindustrie wird das gewinn­bringende EHLA-Verfahren bereits erfolgreich eingesetzt. Der Lehrstuhl für Digital Additive Production DAP möchte das innovative Verfahren jedoch auch für weitere Branchen qualifizieren. Aus diesem Grund entwickelt er neue Material­kombinationen und Lösungen zur Steigerung der Produktivität.

Stephan Koss, M. Sc.

RWTH Aachen Lehrstuhl für
Digital Additive Production DAP
Campus-Boulevard 73
52074 Aachen

→ E-Mail senden