Nanoschichten und Mikrostrukturen schützen Werkzeuge vor Verschleiß
Werkzeuge und Maschinenteile sind einer hohen Belastung ausgesetzt. Schichten, die vor Verschleiß schützen, bestanden bislang oft aus Chrom, einem Werkstoff, der als gesundheitsschädlich gilt und nach neuen Richtlinien der Europäischen Union ersetzt werden muss.
Auf der Suche nach wirtschaftlichen Alternativen für die Hartchrombeschichtung haben sich die Wissenschaftler des Instituts für Spanende Fertigung mit dem Lehrstuhl für Werkstofftechnologien, dem Fachgebiet Werkstoffkunde der FH Gelsenkirchen und den Dortmunder Unternehmen Thermico und Flowserve zusammengeschlossen. Gemeinsam entwickeln die Partner ein Beschichtungsverfahren, das die Lebensdauer von stark belasteten Maschinenteilen deutlich erhöht.
Die neuartige Technologie vereinigt Prozesse der Mikro-, Nano-, Fertigungs- und Werkstofftechnologie. Dazu zählt etwa ein Verfahren der Firma Thermico für die thermische Beschichtung von Oberflächen. Darüber hinaus erforscht man im Bereich Werkstoffkunde neue, ultrafeine Pulver, aus denen sich besonders haltbare mikro- und nanostrukturierte Spritzschichten herstellen lassen.
Vor der Beschichtung wird die Oberfläche des Werkzeugteils durch simulationsgestützte spanende Verfahren mit Mikrostrukturen versehen, die dafür sorgen, dass die aufgespritzte Hartstoffschicht gut hält. Nach dem Aufspritzen wird die Schicht noch einmal bearbeitet. So entsteht eine mikrometer-dünne, ultra-haltbare Schicht aus dem diamantähnlichen Kohlenstoff „Diamond-like-Carbon“, kurz DLC genannt.
Das Ziel der gemeinschaftlichen Forschungs- und Entwicklungsarbeit ist es, eine Prozesskette für die Beschichtung von Werkzeugoberflächen und Maschinenelementen aufzubauen. Das NRW-Ministerium für Innovation, Wissenschaft, Forschung und Technologie unterstützt die Entwicklung der neuen Technologie und der Prozesstechnik mit knapp 1,5 Millionen Euro.
Institut für Spanende Fertigung der Technischen Universität Dortmund
www.isf.de
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