KMU-innovativ Entwicklung eines Add-On Systems zur modularen Erweiterung von Produktionsmaschinen für das Extreme Hochgeschwindigkeits-Laserauftragschweißen (AddEHLA)

Problemstellung
Kolbenstangen für Hydraulikzylinder, wie sie z. B. im Bergbau oder im Offshore-Einsatz Verwendung finden, müssen eine sehr hochwertige Oberfläche aufweisen, um Korrosion und Verschleiß standzuhalten. Bislang geschieht dies durch Hartverchromen, welches auf die Verwendung von Chrom(VI) angewiesen ist. Dieses Verfahren bringt führende deutsche Maschinenbau-Unternehmen aufgrund des europäischen Verbots von Chrom(VI) zunehmend in Bedrängnis. Das bereits entwickelte EHLA (Extremes Hochgeschwindigkeits-Laserauftragschweiß)-Verfahren bietet das Potenzial, die wachsenden Anforderungen an Beschichtungen zu erfüllen, ohne dabei Chemikalien zu verwenden, die für Mensch und Umwelt schädlich sind. Zurzeit sind nur Sonderlösungen als Komplettsystem auf dem Markt erhältlich, welche aufgrund hoher Anschaffungspreise und komplexer Bedienung für KMU jedoch noch nicht wirtschaftlich einsetzbar sind.

Zielsetzung
Ziel des KMU-innovativ Projektes AddEHLA ist es, ein Add-On System für die benutzerfreundliche Integration des EHLA-Verfahrens zu entwickeln. Neu, und im Unterschied zur Anschaffung eines Komplettsystems, ist dabei die integrative Weiterverwendung bereits vorhandener Anlagen, wie etwa das Drehhandling einer Schleifmaschine, wodurch die Investitionskosten für KMU stark verringert werden können.

Vorgehensweise
Das Forschungsvorhaben fokussiert auf zwei Herausforderungen. Zum einen soll für einen wirtschaftlichen industriellen Einsatz die Standzeit des Bearbeitungskopfs erhöht werden, indem der Arbeitsabstand zwischen Düse und Bauteil vergrößert wird. Hierdurch wird dessen thermische und mechanische Belastung reduziert. Zum anderen wird im Rahmen der Prozessentwicklung ein prototypisches Handhabungssystem aufgebaut und, am Beispiel einer Schleifmaschine, in deren Zentralsteuerung integriert. Dies vereinfacht die Bearbeitung wesentlich. Bei erfolgreichem Projektabschluss steht somit eine für KMU wirtschaftlich einsetzbare Alternative zum Hartverchromen zur Verfügung.

Ergebnisse und Anwendungspotenzial
Mit dem im Projekt entwickelten Add-On System für vorhandene Produktionsmaschinen wird das innovative EHLA-Verfahren für KMU durch eine stark verringerte Investitionshöhe und eine vereinfachte Bedienbarkeit zugänglich gemacht. Damit können durch das Chrom(VI)-Verbot gefährdete Arbeitsplätze auch zukünftig in Deutschland gesichert und ein Beitrag zum Schutz der Umwelt geleistet werden. Im Rahmen von öffentlichen Präsentationen bei den beteiligten KMU, am Fraunhofer ILT sowie auf Messen werden die Projektergebnisse vorgestellt und der Öffentlichkeit zugänglich gemacht.

• Anke GmbH & Co. KG Oberflächentechnik
• Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein
• HD Sonderoptiken für die Lasertechnik
• LUNOVU GmbH