Mit Hochgeschwindigkeit gegen Korrosion und Verschleiß

Die nächste Generation der intelligenten industriellen Produktion: Darum geht es vom 15. bis 18. November 2022 auf der diesjährigen Formnext. Passend zum Top-Thema der Messe stellt der Kompetenzbereich Additive Fertigung der CHIRON Group seine jüngste Innovation vor: AM Coating. Eine industriegerechte, auf den 24/7-Betrieb ausgelegte Anlage zum Aufbringen extrem harter Beschichtungen auf Bremsscheiben.

Wie kommt die Schutzschicht schneller und besser auf die Bremsscheibe? Wie bleibt sie länger drauf? „Die Lösung sind intelligente Beschichtungen, wie wir sie mit unserer Anlage AM Coating aufbringen können“, so Dr. Géza Koscsák. Seit Oktober neuer Head of Additive Manufacturing der CHIRON Group, war er in seiner vorherigen Position als Leiter Vorentwicklung maßgeblich an der Entwicklung der neuen Anlage und der Entscheidung für das Verfahren Hochgeschwindigkeits-Auftragschweißen beteiligt.

Innovativ und produktiv: das Verfahren

Beim Hochgeschwindigkeits-Laserauftragschweißen legen die Pulverpartikel bis zum Auftrag einen längeren Weg als bei konventionellen LMD-Verfahren zurück. So können sie mehr Energie absorbieren und schmelzen bereits im Laserstrahl, was eine deutlich höhere Beschichtungsgeschwindigkeit erlaubt. Auch gegenüber thermischem Beschichten mit Hochgeschwindigkeitsflammspritzen ist das Verfahren klar im Vorteil: Das Vorbehandeln der Bremsscheiben fällt weg, der Prozess ist deutlich kürzer.

Die höhere Geschwindigkeit und der kürzere Prozess sind zwei Argumente, mit denen AM Coating laut Dr. Koscsák im Hinblick auf die künftige Norm Euro 7 punktet: „Wenn die Norm kommt – und sie kommt mit Sicherheit – dann muss, allein für die europäischen Fahrzeugmarken, ein Produktionsvolumen von 10 Mio. Bremsscheiben pro Jahr bewältigt werden. Bei einer Taktzeit der klassischen Bremsscheiben von rund 30 Sekunden pro Scheibe ist klar, dass der Beschichtungsprozess damit mithalten muss.“

Marktgerecht: AM Coating in zwei Versionen verfügbar

Explizit ausgelegt auf die Serienfertigung ist AM Coating TWIN. Die Anlage arbeitet mit zwei Lasern für das front- und rückseitige Beschichten, die Übergabe der Bremsscheiben erfolgt vollautomatisch. Wer parallel zur Serienproduktion oder im Vorfeld Materialien und Materialkombinationen testen, den Auftragsprozess entwickeln oder Kleinserien fertigen will, für den ist AM Coating SINGLE ideal. Auf Wunsch leistet das Expertenteam der CHIRON Group Unterstützung bei der Prozessentwicklung. Entweder beim Kunden oder in Tuttlingen. „Hier können wir“, skizziert Dr. Koscsák ein mögliches Szenario, „eine Grundmaschine installieren, an der die Fachkräfte des Kunden den Prozess kennenlernen, Tests fahren und mit uns zusammen die Parameter serienreif ausgestalten. Oder, für einen durchgängigen und noch produktiveren Prozess, eine Schleifmaschine einbinden und beide Anlagen perfekt aufeinander abstimmen.“

Stoffschlüssiger Auftrag in bester Qualität

Klar, dass Produktivität allein nicht genügt – auch die Qualität der Beschichtungen muss stimmen. Wie steht es um Rissbildungen, um die Haltbarkeit? Dazu Projektmanager Ernest Frombach: „Mittels Hochgeschwindigkeits-Laserauftragschweißen erzielen wir eine verbesserte Haftung durch stoffschlüssige Verbindung. Zudem ist die Schichtstärke geringer, sie liegt im Bereich von Zehntel Millimetern. Dadurch wird viel weniger Material verbraucht und wir erreichen dank unseres Pulvermanagements einen hohen Nutzungsgrad des Pulvers. Puffer- und Hartstoffschicht werden direkt nacheinander aufgebracht. Mit dem Aufbringen der ersten Schicht ist die Bremsscheibe sozusagen temperiert, wir erzielen Bremsscheibe für Bremsscheibe konstant beste Auftragsqualität ohne Poren- oder Rissbildung.“

Neben AM Coating ist auf der Formnext auch der AM Cube im digitalen Showroom zu erleben. Hier wollen die Expert:innen nicht nur über Funktionsweise und Vorteile des 3D-Metalldruckers informieren, sondern mit der AM-Community in den Fachdialog einsteigen und über neue Anwendungsfelder und Einsatzmöglichkeiten für das Multitalent sprechen.

Zudem stellt das Team zwei digitale Systeme vor, mit denen sich der Auftragsvorgang sowohl beim AM Cube als auch bei AM Coating analysieren und gezielt optimieren lässt. Via DataLine AM werden relevante Prozessdaten kontinuierlich live dargestellt, aufgezeichnet und dokumentiert. Produkt- und Prozessqualität lassen sich so sicher beurteilen. VisioLine AM visualisiert und speichert Videodateien, die über mehrere Kamerasysteme erfasst werden und erlaubt so ein systematisches Prozessmonitoring.