Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Umweltfreundliche Alternative zum verbotenen Hartverchromen mit Chrom(VI)

10.08.2017

Ab September 2017 ist der Einsatz von Korrosions- und Verschleißschutz-Beschichtungen auf Basis von Chrom(VI) in der EU nur noch unter strengen Auflagen erlaubt. Insbesondere Hersteller von stark beanspruchten Bauteilen aus Metall, zu denen auch das niederländische Unternehmen IHC Vremac Cylinders B.V. zählt, sind hiervon betroffen. Die oft meterlangen Hydraulikzylinder des Unternehmens müssen dem jahrelangen Einsatz in der rauen Meeresumgebung standhalten. Der Hersteller setzt deswegen auf eine preisgekrönte Alternative zum Hartverchromen und beschichtet seine Komponenten als weltweit erstes Unternehmen mit dem EHLA-Verfahren des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT aus Aachen.

Wegen der drohenden Zulassungsbeschränkung von Chrom(VI)-Beschichtungen befand sich IHC Vremac Cylinders schon seit langem auf der Suche nach einer schnellen und preiswerten Alternative zum Hartverchromen:


Weltpremiere: EHLA-Anlage zum Laserbeschichten von bis zu zehn Meter langen Kolbenstangen.

© Fraunhofer ILT, Aachen / Hornet Laser Cladding B.V., Lexmond, NL.


Teamarbeit: Engineering-Manager Andres Veldman von IHC Vremac Cylinders B.V. und Wissenschaftler Thomas Schopphoven leisten Pionierarbeit.

© Fraunhofer-Gesellschaft, München.

Die Niederländer entschieden sich schließlich für das Verfahren EHLA (extremes Hochgeschwindigkeits-Laserauftragsschweißen) des Fraunhofer ILT, das im Mai 2017 mit dem Joseph-von Fraunhofer-Preis 2017 ausgezeichnet wurde. Beim patentierten EHLA-Verfahren schmilzt ein Laser die Pulverpartikel bereits oberhalb des Schmelzbades auf.

Beschichten mit bis zu 500 m/min

Weil die Partikel im Schmelzbad nicht mehr aufgeschmolzen werden müssen, lässt sich die Prozessgeschwindigkeit von bisher 0,5 bis 2,0 Meter pro Minute auf bis zu 500 Meter pro Minute steigern. Mit EHLA lässt sich außerdem die Schichtdicke senken: Waren bisher nur über 500 Mikrometer dicke Schichten möglich, so lassen sich nun auch 25 bis 250 Mikrometer dünne Schichten wirtschaftlich auftragen. Zudem werden die Schichten glatter, die Rauheit wurde auf ein Zehntel des typischen Wertes beim Laserauftragschweißen reduziert.

Das Konzept, die Idee und die erste Anlage in Aachen kamen an. Das Unternehmen ließ sich vom niederländischen Anlagenhersteller für Laserauftragschweißsysteme Hornet Laser Cladding B.V. aus Lexmond eine EHLA-Anlage bauen. »Der Vorteil beim Beschichten von rotationssymmetrischen Bauteilen mit EHLA ist, dass die erforderlichen Komponenten hervorragend in eine Drehmaschine integriert werden können«, erklärt Thomas Schopphoven, Leiter des Teams Produktivität und Systemtechnik in der Gruppe Laserauftragsschweißen am Fraunhofer ILT, Aachen. Beschaffung und Umbau einer Drehmaschine zur rund 14 Meter langen EHLA-Anlage und Aufbau sowie Inbetriebnahme dauerten nur knapp sechs Monate.

EHLA ist deutlich schneller als thermisches Spritzen

»Wir tragen für einen Hydraulikzylinder derzeit noch eine rund 400 Mikrometer dicke Schutzschicht aus Inconel 625 auf, die noch durch Schleifen nachbearbeitet werden muss. Die endgültige Schichtdicke beträgt dann rund 200 Mikrometer«, sagt Andres Veldman, Manager Engineering bei der IHC Vremac Cylinders: »Das Verfahren ist deutlich schneller als das thermische Spritzen, das sogenannte HVOF. Außerdem fällt der Aufwand für die Nachbearbeitung im Vergleich zu allen anderen Technologien deutlich geringer aus.«

Die Niederländer befinden sich bereits in der Serienproduktion. Nach mehreren, abgeschlossenen Projekten steht für Veldman fest, dass EHLA derzeit noch etwa so viel wie das thermische Spritzen kostet. Preiswerter wird EHLA – so seine Einschätzung – nach der Optimierung der Nachbearbeitungsprozesse.

Kritische Endkunden etwa aus dem Offshore-Bereich konnte IHC Vremac Cylinders schon von der neuen Schicht überzeugen: Dazu ließ das Unternehmen EHLA von Lloyds nach DIN EN ISO 15614-7 zertifizieren. Veldman: »Die Fachleute waren anfangs sehr skeptisch, weil wir nur 200 Mikrometer dünne Schichten im Labor prüfen ließen, die dann noch auf 150 bis 100 Mikrometer herunter geschliffen wurden. Damit wollten wir sichergehen, dass die Schichten auch nach Verschleiß noch guten Korrosionsschutz bieten.«

Hintergrundinfos

IHC Vremac Cylinders B.V. aus Apeldoorn (Niederlande), ein Tochterunternehmen des bekannten niederländischen Marinetechnik-Unternehmens Royal IHC (Gründung 1642), entwickelt und baut Hydraulikzylinder sowie Dreh- und Kolbenspeicher. Die bis zu 20 Meter langen Bauteile kommen unter extrem harten Bedingungen in Baggern, Offshore-Anlagen, Tiefbau (Brücken und Tore) und in Schwermaschinen zum Einsatz.
www.ihcvremac.com

Die Hornet Laser Cladding B.V. aus Lexmond ist spezialisiert auf Laserauftragssysteme für EHLA- und konventionelle Verfahren. Der Anlagenhersteller hat Kunden in der ganzen Welt, u.a. in Deutschland, Schweden, Estland, China und Singapur. Von Hornet stammt auch die EHLA-Anlage am Fraunhofer ILT. Vor kurzem wurde deutsche Niederlassung Hornet Laser Cladding GmbH in Kleve gegründet.
www.hornetsystems.nl

Kontakt

Dipl.-Ing. Thomas Schopphoven
Gruppe Laserauftragschweißen
Telefon +49 241 8906-8107
thomas.schopphoven@ilt.fraunhofer.de

Dr.-Ing. Andres Gasser
Gruppenleiter Laserauftragschweißen
Telefon +49 241 8906-209
andres.gasser@ilt.fraunhofer.de

Weitere Informationen:

http://www.ilt.fraunhofer.de

Petra Nolis | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Verfahrenstechnologie:

nachricht Sprühtrocknung: Wirkstoffe passgenau verkapseln
01.09.2017 | Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB

nachricht Smarte Sensoren steuern Industrieprozesse von morgen
31.08.2017 | Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Quantensensoren entschlüsseln magnetische Ordnung in neuartigem Halbleitermaterial

Physiker konnte erstmals eine spiralförmige magnetische Ordnung in einem multiferroischen Material abbilden. Diese gelten als vielversprechende Kandidaten für zukünftige Datenspeicher. Der Nachweis gelang den Forschern mit selbst entwickelten Quantensensoren, die elektromagnetische Felder im Nanometerbereich analysieren können und an der Universität Basel entwickelt wurden. Die Ergebnisse von Wissenschaftlern des Departements Physik und des Swiss Nanoscience Institute der Universität Basel sowie der Universität Montpellier und Forschern der Universität Paris-Saclay wurden in der Zeitschrift «Nature» veröffentlicht.

Multiferroika sind Materialien, die gleichzeitig auf elektrische wie auch auf magnetische Felder reagieren. Die beiden Eigenschaften kommen für gewöhnlich...

Im Focus: Quantum Sensors Decipher Magnetic Ordering in a New Semiconducting Material

For the first time, physicists have successfully imaged spiral magnetic ordering in a multiferroic material. These materials are considered highly promising candidates for future data storage media. The researchers were able to prove their findings using unique quantum sensors that were developed at Basel University and that can analyze electromagnetic fields on the nanometer scale. The results – obtained by scientists from the University of Basel’s Department of Physics, the Swiss Nanoscience Institute, the University of Montpellier and several laboratories from University Paris-Saclay – were recently published in the journal Nature.

Multiferroics are materials that simultaneously react to electric and magnetic fields. These two properties are rarely found together, and their combined...

Im Focus: Einfach, schnell und standardisiert: Automatisiertes Wirkstoffscreening

MBM ScienceBridge GmbH vermittelt Lizenzvertrag zwischen der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) und dem Hamburger Biotech-Unternehmen Tissue Systems Holding GmbH über die kommerzielle Nutzung einer neuen Züchtungsvorrichtung zur standardisierten Herstellung von Herzmuskelgeweben für die Verwendung beim automatisierten Wirkstoffscreening.

MBM ScienceBridge GmbH vermittelt Lizenzvertrag zwischen der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) und dem Hamburger Biotech-Unternehmen Tissue Systems Holding...

Im Focus: Fast, convenient & standardized: New lab innovation for automated tissue engineering & drug

MBM ScienceBridge GmbH successfully negotiated a license agreement between University Medical Center Göttingen (UMG) and the biotech company Tissue Systems Holding GmbH about commercial use of a multi-well tissue plate for automated and reliable tissue engineering & drug testing.

MBM ScienceBridge GmbH successfully negotiated a license agreement between University Medical Center Göttingen (UMG) and the biotech company Tissue Systems...

Im Focus: Der Strahl, der unsichtbar macht

Eine neue Tarnkappen-Technologie wurde an der TU Wien entwickelt: Ein spezielles Material wird von oben so bestrahlt, dass es einen seitlich ankommenden Lichtstrahl ungestört passieren lässt.

Wie macht man Materialien unsichtbar? Ein Forschungsteam der TU Wien hat mit Unterstützung aus Griechenland und den USA einen neuen Ansatz für...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

3. BF21-Jahrestagung „Car Data – Telematik – Mobilität – Fahrerassistenzsysteme – Autonomes Fahren – eCall – Connected Car“

13.09.2017 | Veranstaltungen

Der Kosmos auf allen Skalen

13.09.2017 | Veranstaltungen

Innovative Forschungstrends in der computer- und roboterassistierten Chirurgie

12.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Polymerbasierter Leichtbau – energieeffizient gehärtet und funktional bedruckt

14.09.2017 | Messenachrichten

Arktisches Meereis erneut stark abgeschmolzen

14.09.2017 | Geowissenschaften

KATWARN warnt auch in Fremdsprachen

14.09.2017 | Informationstechnologie