Kurze Laserpulse für Cold-Spray-Technologie
High-speed Kupfer-Beschichtung auf Aluminium-Werkstücken. Bildquelle Dycomet
Bei der Cold–Spray–Technologie wird ein Metallpulver mit hoher Geschwindigkeit auf eine Oberfläche geblasen und bleibt dort haften. Die Beschichtung erfolgt durch Ausnutzung der kinetischen Energie der Partikel, die auf ein Substrat treffen. Dadurch lassen sich schnell dicke (>0,5mm) Schichten erzeugen, die je nach Anwendung weiterbearbeitet werden können. Insbesondere das Niederdruck-Kaltgasspritzen hat sich als ein sehr kostengünstiges und leicht zu handhabendes Spritzverfahren bewährt.
Hauptproblem bei dem Verfahren ist die Haftung der ersten Pulverlage auf dem Werkstück. Die soll jetzt durch eine Laserstrukturierung deutlich verbessert werden. Durch die Verwendung ultrakurzer Laserpulse soll die Oberfläche insbesondere von Leichtbaumaterialien wie CFK und GFK ohne großen Wärmeeintrag so modifiziert werden, dass das Pulver besser haften kann. Die Entwicklung eines entsprechenden Prozesses ist Ziel des EU-Verbundprojekts »Efficient Manufacturing of Laser Assisted Cold-Sprayed components EMLACS«.
In dem Projekt arbeiten französische, niederländische und deutsche Partner zusammen. Als Experte für Kaltgasspritzen ist Dycomet Europe (NL) dabei, die Laser liefert die Edgewave GmbH (DE), Industrial Laser Systems (FR) ist der Systemintegrator als auch der Koordinator des Gesamtprojekts. Arbeitsgruppen an der Université de Technologie de Belfort-Montbéliard (UTBM, FR) und dem Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT (DE) betreiben die Prozessentwicklung.
Klassische Anwendungen der Kaltgas-Spritztechnologie wie zum Beispiel die Beschichtung von Bratpfannen sind meist auf gut haftende Untergründe beschränkt. Die neue Technologie mit laserstrukturierten Oberflächen würde insbesondere die effiziente Beschichtung von Kunststoffen und Leichtbaumaterialien wie CFK und GFK ermöglichen.
Daraus begründet sich ein erhebliches Interesse für die Technologie von Anwendern aus der Luft- und Raumfahrt sowie der Automobiltechnik. Aber auch in der Elektronikbranche sind viele Anwendungen möglich: So kann auf ein nichtleitendes Gehäuse mit der Kaltgas-Spritztechnologie eine Kupferschicht aufgebracht werden, die ohne Lüfter Wärme abführt.
Das EMLACS-Projekt wird seit Juni 2014 im Rahmen des »Research for SME«- FP7-SME-2013 unter dem Förderkennzeichen 606567-EMLACS von der Exekutivagentur der Kommission für die Forschung (REA) für eine Laufzeit von 24 Monaten gefördert.
Ansprechpartner
Manuel Mendes
Industrial Laser Systems
Telefon +33 1 55950950
mmendes@industrial-laser-systems.com
21-23 rue Aristide Briand, 92170 Vanves, Frankreich
www. industrial-laser-systems.com
Dr.-Ing. Wolfgang Knapp
Leiter der Coopération Laser Franco-Allemande CLFA
Telefon +33 2 2844 3711
wolfgang.knapp@ilt.fraunhofer.de
Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT
Steinbachstraße 15
52074 Aachen
www.ilt.fraunhofer.de
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