Das Verbundprojekts "EnlaPro" wird von Evonik konsortial geführt und hat als übergeordnetes Ziel die Ausarbeitung eines energieeffizienten, laserbasierten Produktionsverfahrens für PEEK-basierte tribologische Beschichtungen. Das hat folgenden Hintergrund …
Schutz hoch beanspruchter Komponenten
Eine Vielzahl von Anwendungen, insbesondere im Maschinen- und Automobilbau, ist durch Reib- und Verschleißbeanspruchungen bei gleichzeitig höchsten Anforderungen bezüglich Temperaturbelastung und Korrosionsbeständigkeit geprägt. Es gilt, metallische Komponenten zu schützen, die solch hohen Belastungen ausgesetzt sind – wie Kolben oder Lagerschalen in Verbrennungsmotoren oder Metallbauteile in Klimakompressoren. Hier können spezielle Beschichtungen helfen. Hinsichtlich der Materialeigenschaften sind Hochleistungspolymere für derartige Anwendungsfälle besonders prädestiniert. Und um diese Hochleistungspolymere und deren effiziente Aufbringung durch laserbasierte Pulververfahren geht es in dem Projekt.
Konventionelle Beschichtungsverfahren
Geeignete konventionelle Beschichtungsverfahren für PEEK-Beschichtungen sind recht aufwändig. So umfassen sie typischerweise mehrere Schritte: eine chemische Bauteilreinigung sowie eine Vorbehandlung des Bauteils mittels Strahlmedien, einen Schichtauftrag in Pulverform mit einem Materialverlust von bis zu 70 % und einen anschließenden, energieaufwendigen Ofenprozess. Darin wird das komplette Bauteil auf typischerweise 400 °C erwärmt, um das Beschichtungsmaterial aufzuschmelzen und so eine haftfeste Beschichtung zu erhalten. Der zentrale Innovationsgehalt des neuen Verfahrens besteht laut Evonik in der signifikanten Vergrößerung der Energieeffizienz. Es muss nämlich lediglich das Beschichtungsmaterial und eine dünne Randschicht des Bauteils mittels Laserstrahlung erwärmt werden. Ersten Berechnungen zufolge könnte durch den Einsatz des laserbasierten Beschichtungsverfahrens der Energieverbrauch gegenüber Ofenprozessen um mehr als 90 % gesenkt werden. Das neue Beschichtungsverfahren verspricht zudem eine nachhaltige Reduktion des Materialverlusts bei der Schichtapplikation sowie den Verzicht auf chemische Reinigungsmittel und Strahlmedien dank einer Laservorbehandlung.
Der komplette Beitrag ist in der JOT 10/2021 erschienen.
Autor(en): Evonik Industries AG Essen
