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6. März 2003
Laserunterstütztes Plasmaspritzen
(he) Ständig steigende Anforderungen an moderne Motoren, Turbinen, Maschinen und Anlagen hinsichtlich Lebensdauer, Leistungsfähigkeit und Wirtschaftlichkeit erfordern die Entwicklung neuer Technologien und Werkstoffe. Hierbei stellen neue funktionelle Beschichtungen einen optimalen Bauteilschutz zur Verbesserung von Funktion und Lebensdauer dar, welche durch den Grundwerkstoff allein nicht gewährleistet sind.
In diesem Zusammenhang arbeitet das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS Dresden an verschiedenen Beschichtungsverfahren. Das laserunterstützte atmosphärische Plasmaspritzen (LAAPS) stellt dabei eine innovative, leistungsfähige Hybridtechnologie dar. Mit dieser Verfahrenskombination können Vorteile beider Verfahren genutzt werden, um eine technologische Lücke zu schließen. Die hohe Haftfestigkeiten sowie die dichten Schichtstrukturen vom Laser-Pulver-Auftragschweißen sollen dabei ebenso genutzt werden wie die hohe Auftragsrate und die daraus resultierende Effizienz des thermischen Spritzprozesses. Ausgehend von Vorversuchen wurde am IWS ein neuartiger Innenbeschichtungskopf entwickelt, welcher Innenbeschichtungen für Durchmesser unter 80 Millimetern ermöglicht. Neben den bereits genannten Vorteilen dieser Verfahrenskombination ist im Hinblick auf die Wirtschaftlichkeit die Einsparung der Substratvorbereitung, welche beim thermischen Spritzen notwendig ist, ein großer Vorteil. Der Bearbeitungskopf kann an ein 6-Achs-Handlingsystem montiert werden und dringt während des Beschichtungsprozesses immer weiter in das Innere des Bauteils vor. Um mit diesem Verfahren auch 3-D-Freiformflächen beschichten zu können, wurde die Möglichkeit einer Offline-Programmierung geschaffen. Dies ermöglicht, neben dem laufenden Prozess ein Bearbeitungsprogramm zu erstellen. Der Bearbeiter hat dabei die Möglichkeit, ständig in den Programmerstellungsprozess einzugreifen und bei einer eventuellen Kollisionsgefahr das Programm zu beeinflussen. Den oben beschriebenen Bearbeitungskopf sowie damit erreichte Ergebnisse präsentiert das IWS auf der Hannover-Messe Industrie vom 7. bis 12. April in Halle 6 auf Stand E03.
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