Laserauftragschweißen: Fraunhofer ILT-Forscher entwickeln EHLA-Verfahren für optimierte Beschichtung von Metallteilen

Forscher des Fraunhofer Instituts für Laser und Optik haben nach einem umweltfreundlicheren, wirtschaftlichen und schnellen Korrosions- und Verschleißschutz für Metallteile gesucht. Und sie haben einen Weg gefunden. Mit „EHLA“ ist ein 100- bis 250-mal schnellere Beschichtung möglich, als bei konventionellen Laserauftragschweißen.

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Das deutsche Frauenhofer Unternehmen umfasst 67 verschiedene Institute. Eines davon ist das in Aachen ansässige Institut für Lasertechnik (ILT), dass nach realen Anwendungen in den Bereichen Automobil-, Photovoltaik-, Flugzeugindustrie, Medizintechnik forscht.

Auch der 3D-Druck spielt in dem Institut eine Rolle, da bei vielen Metall-3D-Druckern Laser verwendet werden. Wie wir berichteten entwickelte letztes Jahr das ILT und GoetheLab gemeinsam einen SLM-3D-Drucker.

EHLA – extremes Hochgeschwindigkeits-Laserauftragschweißen

Für dieses Projekt ergänzte Gerhard Backes, vom Lehrstuhl für Digital Additive Production an der RWTH Aachen, das Team der Fraunhofer ILT Kollegen Andres Gasser und Thomas Schopphoven.

Entwicklerteam Frauenhofer
Das Team des Frauenhofer Institutes. Von links nach rechts Thomas Schopphoven, Gerhard Maria Backes und Andres Gasser (Bild © Frauenhoder).

Es ist wichtig Bauteile vor zu schnellem Verschleiß zu schützen. Doch einfach ist das nicht und es wird schon einige Zeit nach Alternativen gesucht. Ab September 2017 wird das Metallschutzverfahren durch Hartverchromung verboten, da es zu große Nachteile mit sich bringt. Zum einen verbraucht es sehr viel Energie und das Chrom(VI)-oxid schädigt die Umwelt. Nur bei spezieller Autorisierung darf es noch angewendet werden. Das sogenannte Laserauftragsschweißen konnte sich schon vereinzelt durchsetzen. Die Forscher hoffen nun mit ihrem patentierten EHLA (extremen Hochgeschwindigkeits-Laserauftragschweißen) eine erfolgsbringende Alternative gefunden zu haben.

Frauenhofer EHla
Extremes Hochgeschwindigkeits-Laserauftragschweißen (EHLA): Flexibel beschichten, reparieren oder additiv fertigen – mit einer Systemtechnik (Bild © Frauenhofer).

„Mit EHLA können wir erstmalig dünne Schichten im Bereich Zehntel Millimeter auf große Flächen in kurzer Zeit ressourceneffizient und wirtschaftlich auftragen“, fasst Dr.-Ing. Andres Gasser, Gruppenleiter am Fraunhofer ILT, zusammen.

Für Unternehmen soll es eine wirtschaftliche Alternative darstellen, da keinerlei Chemikalien zum Einsatz kommen, die Beschichtung ist im Gegensatz zur Verchromung stoffschlüssig und kann nicht abplatzen. Somit ist EHLA effizienter und länger haltbar. Zudem ist EHLA sehr schnell, somit können auch große Bauteile verarbeitet werden.

Beispiel 2 EHLA
Mit EHLA lassen sich Metallschutzschichten mit extremer Hochgeschwindigkeit aufbringen (Bild © Frauenhofer).

Mit EHLA ist ein 100- bis 250-mal schnellere Beschichtung möglich, als bei konventionellen Laserauftragschweißen. Des Weiteren heizt es sich kaum auf. Somit ermöglicht es EHLA, hitzeempfindliche Komponenten zu beschichten, bei denen dies bislang aufgrund des zu hohen Wärmeeintrags nicht möglich war. Weiterhin werden gänzlich neue Materialkombinationen möglich, wie zum Beispiel Beschichtungen auf Aluminium- oder Gusseisenlegierungen.

Für diese Leistung wurde das Team bereits am 30. Mai 2017 mit dem Joseph-von-Fraunhofer-Preis ausgezeichnetWollen Sie weiterhin über dieses und andere Themen rund um den 3D-Druck informiert bleiben, dann melden Sie sich kostenlos für unseren Newsletter an.

Video: EHLA-Verfahren erklärt

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