Stahlbauteile lassen sich mit EHLA effizient beschichten

Reibbeanspruchte zylindrische Maschinenkomponenten aus Stahl wie Walzen oder Zylinderrohre werden häufig durch Hartverchromen, thermisches Spritzen oder Laserauftragschweißen vor Verschleiß und Korrosion geschützt. Für ihre Entwicklung einer ökologisch und wirtschaftlich vorteilhaften Alternative haben das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT in Aachen und der Lehrstuhl für digitale additive Produktion der RWTH Aachen jetzt den Stahl-Innovationspreis 2018 in der Kategorie "Forschung und Entwicklung" erhalten. 

Das gemeinsam entwickelte Hochgeschwindigkeits-Laserauftragschweißen EHLA vermeidet Defizite wie etwa die geringe Haftung beim thermischen Spritzen, eine niedrige Flächenrate beim (Laser-)Auftragschweißen oder den Einsatz von Chrom(VI)Verbindungen beim Hartverchromen. Zudem ist EHLA deutlich energieeffizienter als die diese Verfahren, heißt es in einer Mitteilung der Wirtschaftsvereinigung Stahl. 

Erste Anwendungen in der Offshore-Industrie

Die Innovation von EHLA bestehe darin, dass die Pulverpartikel des metallischen Zusatzwerkstoffs nicht wie beim konventionellen Laserauftragschweißen erst im Schmelzbad, sondern bereits oberhalb davon aufgeschmolzen werde. Dadurch könnten Beschichtungen mit Dicken zwischen 10 und 250 µm bei Prozessgeschwindigkeiten von bis zu 500 m/min und Flächenraten von mehr als 250 cm2/min aufgebracht werden. Durch den vergleichsweise niedrigen Wärmeeintrag ließen sich auch hitzeempfindliche Bauteile beschichten und erstmals auch Werkstoffpaarungen wie Titan auf Stahl schmelzmetallurgisch realisieren. 

EHLA, so die Juroren, setze damit neue Maßstäbe bei Produktivität, Oberflächenqualität, Umweltfreundlichkeit und Ressourceneffizienz. Nach Implementierung der EHLA-Technologie in die Anlagen eines Lasersystemherstellers wurden bereits erste Industrieanwendungen wie das Beschichten von bis zu 10 m langen Hydraulikzylindern für den Offshorebereich mit einer korrosionsbeständigen Nickel-Basislegierung umgesetzt.