Chiron: Additiv beschichten Schicht schafft harte Bremsscheiben

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Der Kompetenzbereich Additive Fertigung der Chiron Group stellte zur Messe Formnext das Verfahren AM Coating vor. Eine industriell einsetzbare Maschine trägt automatisiert dreischichtig extrem harte Beschichtungen auf Bremsscheiben auf.

Produktiv: Beim Beschichten mit dem Hochgeschwindigkeits-Laserauftragsschweissen schmelzen die Pulverpartiel bereits im Laserstrahl.
Produktiv: Beim Beschichten mit dem Hochgeschwindigkeits-Laserauftragsschweissen schmelzen die Pulverpartiel bereits im Laserstrahl.
(Bild: Chiron)

Um harte und besonders gegen Verschleiss und Korrosion beständige Schichten auf Bremsscheiben aufzubringen, eignet sich nach Meinung von Experten das Auftragsschweissen. Dazu sagt Dr. Géza Koscsák, seit Oktober 2022 Head of Additive Manufacturing der Chiron Group: «Die Lösung sind intelligente Beschichtungen, wie wir sie mit unserer Anlage AM Coating aufbringen können.» In seiner vorherigen Position als Leiter Vorentwicklung war er an der Entwicklung der Anlage und der Entscheidung für das Verfahren Hochgeschwindigkeits-Auftragsschweissen beteiligt.

Innovativ und produktiv

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 ermöglicht. Auch gegenüber thermischem Beschichten mit Hochgeschwindigkeits-Flammspritzen hat das Verfahren Vorteile. Das Vorbehandeln der Bremsscheiben entfällt und der Prozess läuft wesentlich schneller, benötigt also kürzere Bearbeitungszeiten. Die höhere Geschwindigkeit und die kürzeren Prozesszeiten erachtet Dr. Géza Koscsák als gewichtige Argumente zugunsten des innovativen Verfahrens, vor allem unter Berücksichtigung der demnächst erwarteten Norm Euro 7. Dazu sagt er: «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.»

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Zwei Verfahrensvarianten

Explizit ausgelegt auf die Serienfertigung ist die Beschichtungsanlage AM Coating Twin. Sie arbeitet mit zwei Lasern für das front- und das rückseitige Beschichten, die Übergabe der Bremsscheiben erfolgt vollautomatisch. Wer parallel zur Serienproduktion oder im Vorfeld Werkstoffe und deren Kombinationen testen, den Auftragsprozess entwickeln oder in kleinen Serien fertigen will, nutzt vorteilhaft die Anlage AM Coating Single. Auf Wunsch leistet das Expertenteam des Herstellers Unterstützung bei der Prozessentwicklung, wahlweise beim Anwender oder beim Hersteller in Tuttlingen. «Hier können wir 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», erläutert Dr. Géza Koscsák.

Stoffschlüssig auftragen

Zusätzlich zu einem produktiven Verfahren fordert die Automobilindustrie allerdings auch eine besonders gut haftende Beschichtung. Dazu berichtet 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.» SMM

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