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Innovative Kombination von Verfahren zur Anbindung thermisch gespritzter Schichten

Rodriguez Diaz, M.1, a; Möhwald, K.1, b; Vogel, F.2, c; Biermann, D.2, d

1)
Institut für Werkstoffkunde, Leibniz Universität Hannover, 30823 Garbsen
2)
Institut für Spanende Fertigung, Technische Universität Dortmund, Baroper Str. 303, 44227 Dortmund

a) rodriguez@iw.uni-hannover.de; b) moehwald@iw.uni-hannover.de; c) florian.vogel@tu-dortmund.de; d) dirk.biermann@tu-dortmund.de

Kurzfassung

Eines der wesentlichen Qualitätsmerkmale von thermisch gespritzten Schichten ist die Schichtanbindung an das Substrat. Sie beruht auf dem Zusammenwirken von physikalisch-chemischen Mechanismen sowie der mechanischen Verklammerung. Bei der mechanischen Verklammerung wird der Haftungsmechanismus durch die Oberflächenrauheit der Substratoberfläche maßgeblich bestimmt. Für das Aufrauen und Aktivieren der Substratoberfläche haben sich Strahlprozesse etabliert, bei denen überwiegend geschmolzener Edelkorund, Siliciumcarbid und Hartgussstrahlmittel Anwendung finden. Zwar gilt das Strahlen als effizientes Verfahren mit guter Einstell- und Regelbarkeit, jedoch sind die vergleichsweise langen Prozesszeiten und die erforderliche Bauteilreinigung nach dem Prozessende nachteilig. Für reproduzierbare Prozessergebnisse ist zudem eine Überwachung des Strahlguts hinsichtlich einer Abstumpfung über die Einsatzzeit notwendig. Neben den erforderlichen Investitionskosten in eine entsprechende Anlagentechnik ist der Betrieb der Strahlanlagen, aufgrund der benötigten Druckerzeugung, mit einem hohen Energiebedarf verbunden. Des Weiteren bestehen im Umgang mit dem Strahlgut strenge Auflagen zum Gesundheits- und Umweltschutz. Insbesondere für die Automobilindustrie ist das spanende Aufrauen von Oberflächen, unter anderem wegen des Wegfalls notwendiger Reinigungsschritte und der Einsparung von Maschinen, von großem technischem und wirtschaftlichem Interesse.

Im Rahmen eines von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Projekts entwickeln Forscher des Instituts für Werkstoffkunde (IW) der Leibniz Universität Hannover und des Instituts für Spanende Fertigung (ISF) der TU Dortmund eine innovative Verfahrenskombination zur formschlüssigen Substratanbindung thermisch gespritzter Schichten.

Schlüsselwörter

Formschlüssige Substratanbindung, Thermisches Spritzen, Festwalzen, Rändelfräsen

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Veröffentlichung

phi - Produktionstechnik Hannover informiert, IPH - Institut für Integrierte Produktion Hannover gemeinnützige GmbH, (2019), ISSN 2198-1922