Stahl-Innovationspreis
Gewinner 2018 – Stahlbauteile mit EHLA effizient beschichten
Forschung und Entwicklung

Reibbeanspruchte zylindrische Maschinenkomponenten aus Stahl wie Walzen oder Zylinderrohre werden häufig durch Hartverchromen, thermisches Spritzen oder Laserauftragschweißen vor Vorschleiß und Korrosion geschützt.

Hydraulikzylinder für den Offshore-Bereich durch EHLA wirksam vor Korrosion geschützt.
(Grafik: Fraunhofer-Gesellschaft)

Für die Entwicklung einer ökologisch und wirtschaftlich vorteilhaften Alternative haben das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT in Aachen und der Lehrstuhl für digitale additive Produktion der RWTH Aachen den Stahl-Innovationspreis 2018 in der Kategorie „Forschung und Entwicklung“ erhalten.

Das gemeinsam entwickelte Hochgeschwindigkeits-Laserauftragschweißen EHLA vermeidet Defizite wie u. a. die geringe Haftung beim thermischen Spritzen, eine niedrige Flächenrate beim (Laser-)Auftragschweißen oder den Einsatz von Chrom(VI)-Verbindungen beim Hartverchromen. Zudem ist EHLA deutlich energieeffizienter als die diese Verfahren. Die Innovation von EHLA besteht darin, dass die Pulverpartikel des metallischen Zusatzwerkstoffs nicht wie beim konventionellen Laserauftragschweißen erst im Schmelzbad, sondern bereits oberhalb dieses aufgeschmolzen werden.

Dadurch können Beschichtungen mit Dicken zwischen 10 und 250 µm bei Prozessgeschwindigkeiten von bis zu 500 m/min und Flächenraten von mehr als 250 cm2/min aufgebracht werden. Durch den vergleichsweise niedrigen Wärmeeintrag lassen sich auch hitzeempfindliche Bauteile beschichten und erstmals auch Werkstoffpaarungen wie Titan auf Stahl schmelzmetallurgisch realisieren. EHLA setzt damit neue Maßstäbe bei Produktivität, Oberflächenqualität, Umweltfreundlichkeit und Ressourceneffizienz. Nach Implementierung der EHLA-Technologie in die Anlagen eines Lasersystemherstellers wurden bereits erste Industrieanwendungen wie das Beschichten von bis zu 10 m langen Hydraulikzylindern für den Offshore-Bereich mit einer korrosionsbeständigen Nickel-Basislegierung umgesetzt.

Gerhard Maria Backes (Lehrstuhl für Digitale Additive Produktion, RWTH Aachen) und Thomas Schopphoven (Fraunhofer ILT) Projekt: EHLA (© Wirtschaftsvereinigung Stahl / Dirk Heckmann)

*Die Abbildungen dürfen nur im Zusammenhang mit einem Bericht über den Stahl-Innovationspreis und mit Angabe der Quelle genutzt werden. Im Falle der Berichterstattung bitten wir um einen Beleg.