Thermisches Spritzen und Laserauftragsschweißen – zwei Technologien, die sich ergänzen

Oberflächen 03. 09. 2023
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Die Rybak + Hofmann rhv-Technik GmbH + Co. KG hat sich bereits seit Jahrzehnten auf das thermische Spritzen und die dazugehörigen mechanischen Bearbeitungstechnologien spezialisiert. Jede Beschichtungsart hat ihre eigenen Vorteile und kann als Ergänzung angesehen werden. Aus diesem Grund hat sich das Familienunternehmen jetzt zusätzlich im ­Bereich Laserauftragsschweißen spezialisiert. Damit wird die ohnehin schon große Variationsbreite verschiedenster ­Anwendungen der Beschichtung erweitert.

Jede Beschichtungsart hat ihre eigenen Anwendungsgebiete. Das thermische ­Spritzen kommt meist dann zum Einsatz, wenn funktionelle Bauteile optimiert werden sollen – sei es bei Neuteilen oder bei Reparaturteilen. Dabei können von Metalllegierungen wie Nickel-Chrom (NiCr) über ­Hartmetalle wie Wolframcarbid-Cobalt (WC-Co) bis hin zu Oxidkeramiken wie Zirkonoxid (ZrO2) fast alle Materialien auf beinahe beliebige Substratwerkstoffe aufgetragen werden. Je nach Spritzverfahren und Anwendung können Schichtdicken zwischen 30 µm und 3000 µm problemlos realisiert werden.

Trotz dieser Variationsbreite können nicht alle Kundenwünsche nur durch thermisches Spritzen befriedigt werden. So können viele Reparaturen verschlissener Bauteile schneller und kostengünstiger im Laserauftragsschweißverfahren bearbeitet werden, da hier bei höheren Auftragsraten größere Schichtdicken zwischen 0,5 mm und 5 mm möglich sind. Zudem ist das generative Anbringen von Funktionselementen möglich. Durch die Ergänzung des Produktportfolios von rhv-Technik mit dem Laserauftragsschweißen können die Vorteile des thermischen Spritzens und des Laserauftragsschweißens optimal ausgenutzt werden.

Robotergesteuertes Hochgeschwindigkeitsspritzen

 

Auch Kombination der ­Verfahren ist möglich

Stark verschlissene Bauteile können zunächst unter Einsatz des Laserauftragsschweißens repariert und anschließend durch eine hochwertigere thermische Spritzschicht weiter optimiert werden. Dies ist zum Beispiel notwendig, falls die Auswahl unterschiedlichster Stähle, die beim Laserauftragsschweißen eingesetzt werden, für die Anwendung nicht ausreicht.

Ein großer Vorteil beider Technologien ist der geringe Wärmeeintrag ins Bauteil während des Beschichtungsvorgangs. Durch eine geeignete Kühlung kann dieser weiter minimiert werden. Dadurch ist gewährleistet, dass keine thermischen Schäden durch die Behandlung im Werkstück entstehen. Stattdessen wird durch die Kombination der beiden Verfahren sogar in einigen Fällen eine Verbesserung der Bauteile im Vergleich zum ursprünglichen Werkstück erreicht. So kann starker Verschleiß im Laserauftragsschweißverfahren ausgebessert und das Bauteil im thermischen Spritzverfahren mit hochwertigeren Materialien als dem Grundmaterial überzogen werden. Der Verschleiß lässt sich dadurch reduzieren und damit die Lebensdauer des reparierten Bauteils erhöhen. Das Werkstück ist dann an eine Anwendung sogar besser angepasst als vor der Reparatur. Somit können Geld, Zeit und Ressourcen bei gleichbleibender oder sogar besserer Qualität der Bauteile gespart werden.

Laserauftragsschweißen

 

Auch Stillstandszeiten von Maschinen lassen sich durch eine schnelle Reparatur auf ein Minimum reduzieren. Die Bauteile können im Anschluss zusätzlich mechanisch bearbeitet werden, um die gewünschten Endmaße zu erreichen. Hierfür bietet sich je nach Werkstück und Werkstoff das Schleifen oder Drehen an.

Verbesserte Schichthaftung durch ­beschichtungsgerechte Konstruktion

Ist bei der Konstruktion bereits eine thermische Spritzschicht oder ein generatives Anbringen von Funktionselementen durch Laserauftragsschweißen geplant, sollte auf eine verfahrensoptimierte Konstruktion geachtet werden. Diese betrifft beispielsweise das Vermeiden von scharfen Kanten und engen Radien sowie die gute Zugänglichkeit der zu beschichtenden Flächen. Dadurch können das Risiko der Schichtabplatzung mini­miert und die Schichthaftung gesteigert werden.

   
  Nachbearbeitung der Spritzschichten    Flammspritzen 

 

Durch die Kombination dieser beiden Beschichtungstechnologien kann rhv für jede Anwendung die optimalen und kostengünstigsten Lösungen finden und applizieren. Eine konsequente Innovationsstrategie garantiert zudem durchgängig neue Entwicklungen bei rhv, zu denen den Kunden ständig aktuelle und innovative Lösungen angeboten werden. Dies wird nicht nur durch die Auszeichnung zum Top-Innovator 2022 deutlich, sondern auch durch diverse Forschungsprojekte und Preise wie den Gewinn der deutschen 3D-Druck-Challenge 2022. Diese Auszeichnung konnte unter anderem durch die thermische Beschichtung von 3D-gedruckten Kunststoffbauteilen erreicht werden. Mit Hilfe dieser Methode können leichte Werkstücke gleichzeitig mit einem optimierten Verschleißschutz oder erhöhter Temperaturbeständigkeit ausgestattet werden.

Gewinn der deutschen 3D-Druck-Challenge 2022

 

Die Beschichtungen führen also nicht nur zu günstigeren und hochwertigeren Bauteilen, sondern auch zu einem nachhaltigen Produkt. Dies liegt daran, dass die ­Werkstoffe exakt dort aufgetragen werden, wo sie in der Anwendung benötigt werden. Dabei sind beim thermischen Spritzen auch ganze Schichtsysteme möglich, welche durch die gezielte Kombination verschiedener Materialien die unterschiedlichsten Anforderungen erfüllen können. Die Fachleute der rhv-Technik sind in der Lage, in Zusammenarbeit mit den Kunden die idealen Schichtsysteme für die unterschiedlichsten Anwendungen zu finden.

Kontakt:

Rybak + Hofmann rhv-Technik GmbH + Co. KG, Florian Klimmer, E-Mail: Florian.Klimmer@rhv-technik.de

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