02 Avril 2015  |  Technique de revêtement
Publié dans Oberflächen POLYSURFACES 01/2015

Innovation und Fachkompetenz beim thermischen Spritzen

Beim thermischen Spritzen werden Oberflächen beschichtet und dadurch so gestaltet und verändert, dass sowohl kleine Bauteile als auch grosse Anlagen dank der richtigen Beschichtung höchsten Anforderungen gewachsen sind. Dies erspart Zeit und Geld. Darüber hinaus bleiben kostbare Ressourcen erhalten.

Lors de la pulvérisation thermique, les surfaces sont revêtues et, ce faisant, façonnées et modifiées de manière qu’aussi bien les petits composants que les grandes installations puissent répondre aux exigences les plus élevées grâce à un revêtement approprié. Ceci permet d’économiser du temps et de l’argent, ainsi que de conserver des ressources coûteuses.

Mit seinen unterschiedlichen Verfahren wie zum Beispiel Lichtbogen-, Flamm- und Plasmaspritzen hat sich das thermische Spritzen einen Spitzenplatz erobert, wenn es darum geht, die Qualität von technischen Anlagen und Bauteilen zu verbessern. Die T-Spray GmbH als eines der rund 200 Mitglieder der GTS Gemeinschaft Thermisches Spritzen e.V. hat sich über die Jahre auf diesem Gebiet durch seine aussergewöhnliche Kompetenz rund um das thermische Spritzen ausgezeichnet.
 
Automatisierter Versuchsspritzstand für Rotations- Flächenbeschichtung.
 
Jahrelange Erfahrung
Im Jahre 1995 gründete Wolfgang Reichle, der von 1979 bis 1995 bei Sulzer-Metco Vertriebsmanager für Süddeutschland und die Schweiz war, im schwäbischen Lenningen die Firma TLS – Wolfgang Reichle. Sie wurde 2007 zur T-Spray GmbH umfirmiert, als sein Partner Jürgen Bosler in das Unternehmen kam und ebenfalls Geschäftsführer wurde. Seit seiner Selbständigkeit forcierte Wolfgang Reichle besonders die Technik des Lichtbogenspritzens, die zu Metco-Zeiten wenig Beachtung fand. Mit Jürgen Bosler, dessen Ausbildung zum Maschinenbautechniker und seine Erfahrung als Konstrukteur im Sondermaschinenbau Grundlage waren für seine Tätigkeit als Sales Manager und Applikationsingenieur bei Comau Deutschland GmbH von 1996 bis 2006, entstand bei T-Spray ein aussergewöhnliches technisches Know-how. Er war bei Comau verantwortlich für den Vertrieb von Montageanlagen (Zylinderkopf-, Rumpfmotor- und Getriebemontage) für Automobilhersteller. Unter anderem führte dieser Hintergrund zum heutigen Portfolio der T-Spray:
  • Entwicklung, Herstellung und Verkauf von Lichtbogenbrennersystemen
  • Technische Beratung hinsichtlich kundenspezifischer Anwendungstechnik
  • Entwicklung von Schichten und Werkstoffen
  • Automatisierungseinrichtungen für das thermische Spritzen
  • Vertrieb von Spritzwerkstoffen (Draht und Pulver)
  • Verkauf von Ersatz- und Verschleissteilen für Lichtbogen-, Flamm- und Plasmasysteme
  • Weiterentwicklung und Modifizierung von Spritzsystemen und Komponenten
 
Das 2013 bezogene neue Firmengebäude mit Werkstatt, Versuchsspritzkabine einschliesslich flexiblem Spritzhandling, grosser Auswahl an Spritzzusatzwerkstoffen und Ersatzteilen im Lager sowie einer Inhouse-Fertigung versetzt das Unternehmen in die Lage, schnell zu agieren, seine eigenen Entwicklungen intensiven Funktionsprüfungen zu unterziehen sowie kundenspezifische Schichtentwicklungen in den eigenen Räumlichkeiten durchzuführen. Die nun zur Verfügung stehende Spritzkabine mit einem automatisierten Versuchsspritzstand ist dabei eine der wichtigsten Errungenschaften.
 
Kontaktspitzenwechse -  es ist keine anschliessende Justierung der Kontaktspitzen erforderlich.
 
Perfekte Problemlösung beim Kunden
Das Unternehmen hat sich den Ruf erworben, bestmögliche individuelle Kundenlösungen zu bieten. Sie reichen von der Idee über die 3D-Konstruktion, der Fertigung und Montage bis hin zur Inbetriebnahme der Anlage. Dies wird an folgendem Beispiel deutlich.
Im Gespräch mit einem Nutzfahrzeughersteller unterbreitete T-Spray den Vorschlag, das Zylinderkurbelgehäuse so zu bearbeiten, dass nach der Revision wieder Serienbauteile anstelle von Sonderbauteilen eingesetzt werden können. Der Vorschlag überzeugte. Es folgten zahlreiche Versuchsbeschichtungen mit genauen Analysen, deren Ergebnisse dem Kunden vorgelegt wurden. Sie bildeten die Vertrauensgrundlage für die weitere Zusammenarbeit.
Im nächsten Schritt wurde T-Spray mit der Entwicklung eines Gesamtkonzeptes und dessen Realisierung beauftragt: Auslegung und Anordnung der Automatisierungseinrichtungen, Planung einer Schallschutzkabine und einer Entstaubungsanlage sowie Entwicklung eines projektbezogenen Beschichtungssystems. Dieses bestand aus zwei Lichtbogenbrennern mit unterschiedlichen Spritzwerkstoffen für die Haft- und Deckschicht. Sie wurden mit einem Wechselsystem ausgerüstet, so dass sie vollflexibel mit einem Roboter bedient und über nur ein Schlauchpaket mit einer Stromquelle verbunden und darüber versorgt werden konnten. Besonders hervorzuheben ist dabei die Versorgung von zwei Brennersystemen mit nur einer Stromquelle.
 
Brennerstudie: mit wenigen Handgriffen kann der ganze Brennerkopf getauscht werden.
 
Lichtbogenspritzen – benutzerfreundlich und kostengünstig
Besonders wirtschaftlich unter den thermischen Beschichtungsverfahren erweist sich das Lichtbogenspritzen. Dabei wird zwischen zwei elektrisch leitenden Drähten ein Lichtbogen gezündet. Die Drahtspitzen werden abgeschmolzen und mittels Zerstäubergas auf die Werkstückoberfläche aufgebracht. Die beim Lichtbogenspritzen aufgetragenen Schichten zeichnen sich durch eine gute Auftragsrate und hervorragende Haftung aus. Ein weiterer Vorteil besteht in den vielfältigen Möglichkeiten der Endbearbeitung wie Drehen, Fräsen, Schleifen, Polieren usw. Zur besonderen Benutzerfreundlichkeit trägt bei, dass die Lichtbogenanlage beim Drücken des Stopp-Schalters augenblicklich stoppt und damit weder Energie noch Werkstoff weiter verbraucht werden. Zudem muss weder mit brennbaren Gasen noch mit heissen Flammen hantiert werden.
Vor diesem Hintergrund wird deutlich, weshalb sich T-Spray speziell mit dem Lichtbogenverfahren auseinander gesetzt hat. An folgenden Beispielfällen wird dies deutlich:
Im ersten Fall beschichtete der Kunde bisher seine Bauteile im Plasmaverfahren (mit Pulver). Dabei ist zu erwähnen, dass der verwendete Spritzwerkstoff in Pulverform etwa fünfmal so teuer war wie derselbe Spritzwerkstoff in Drahtform. Auf der ständigen Suche nach Kostenoptimierungspotenzialen entschied sich der Kunde für die von T-Spray vorgeschlagene Lösung, das Lichtbogenverfahren anstelle des Plasmaverfahrens einzusetzen: mit dem Ergebnis sehr guter Schichteigenschaften bei niedrigen Kosten.
Im zweiten Fall beschichtete ein Kunde seine Bauteile mittels Flammspritzverfahren. Um die gewünschten Schichteigenschaften zu erreichen, mussten dabei drei Flammspritzbrenner eingesetzt werden, die alle über eine Gassteuerung mit Acetylen und Sauerstoff zu versorgen waren. Die von T-Spray entworfene Lösung führte dazu, dass sich die drei Flammspritzbrenner durch einen entsprechend dimensionierten Lichtbogenbrenner ersetzen liessen. Dadurch wurden sowohl Anlage- als auch Energiekosten eingespart, da Strom wesentlich günstiger ist als die Versorgung mit Acetylen und Sauerstoff.
 
Jürgen Bosler (T-Spray, links) und Claus Schott (CFS, rechts) bei der Besprechung von Bearbeitungsdetails.
 
Visionen umsetzen und schwierige Aufgaben lösen
Immer mehr Werkstoffe, die bis heute vorwiegend in anderen thermischen Spritzverfahren zur Anwendung kommen, wie beispielsweise Molybdän, werden bei T-Spray heute bereits im Lichtbogenverfahren verarbeitet – mit gutem Erfolg. Für den Konstrukteur Jürgen Bosler heisst das erklärte Ziel, Visionen umzusetzen. Dazu gehören professionelles Equipment, Automatisierung der Abläufe und Speichern der Beschichtungsparameter. Bei der Entwicklung von Automatisierungseinrichtungen liegt das Hauptaugenmerk darauf, diese so zu konzipieren (beispielsweise mit Hilfe des Teach-in-Verfahrens), dass der Mitarbeiter in der Lage ist, nach einer kurzen Einführung den Beschichtungsablauf voll zu beherrschen.
Schwierige Aufgaben zu lösen nimmt Jürgen Bosler als Herausforderung an. Vom Land Baden Württemberg erhielt das Unternehmen einen Innovationsgutschein für die Entwicklung eines Innenbrenners. Standardbrenner sind für die Beschichtung von Durchmessern kleiner als 70 mm nicht geeignet. In Gesprächen mit Kunden zeigte sich, dass es am Markt einen Bedarf für einen solchen Innenbrenner gibt. Also beschlossen Jürgen Bosler und Wolfgang Reichle einen solchen zu entwickeln. Ein Prototyp entstand, mit dem viele Versuchsbeschichtungen im Hause durchgeführt wurden bis schliesslich mehrere Rohre mit einer überzeugenden Innenbeschichtung vorlagen. Diese können nun interessierten Kunden präsentiert werden. Von Vorteil in der Designphase des Prototyps war die enge Zusammenarbeit mit der Firma CFS, einem kleinen Fertigungsbetrieb, die einen Hallenteil im neuen Firmengebäude von T-Spray angemietet hat. Sie kann sämtliche Teile fertigen, die T-Spray benötigt. So liessen sich Modifizierungen schnell und unkompliziert umsetzen. Im nächsten Schritt geht es an die Serienproduktion des Brenners.
Beschichtungssysteme müssen flexibel sein, denn die Anforderungen sind sehr unterschiedlich, beispielsweise weil grosse Bauteile mit einem Gewicht von mehreren Tonnen nicht bewegt werden können. Aufgrund der unterschiedlichsten Schwierigkeitsgrade und Aufgaben, die von Lohnbeschichtern, aber auch von Produktionsbetrieben an die Spezialisten herangetragen werden, ist es wichtig, den richtigen Brenner, die richtige Kontaktspitze, selbst das geeignete Gehäuse von Spritzpistolen sowie die passenden Drehtische und Achssysteme einzusetzen und jeden Beschichtungsprozess zu automatisieren. «Benutzerfreundlich und einfach handhabbar sollen unsere Anlagen für die thermischen Spritzer sein», erklärt Jürgen Bosler, «und darüber hinaus eine kostengünstige und verlässliche Problemlösung bieten.»
 
Lichtbogen-Schichtentwicklung am Versuchsspritzstand – Beschichtung von Verdampferrohren.
 
Entwicklung, Beratung und Fertigung
Bis zur Fertigstellung des neuen Firmengebäudes entstanden Schichtentwicklungen zum Beispiel für Verdampferrohre, Liner, Kolbenbolzen, Synchronringe oder Walzen sowohl für die Papierindustrie als auch für Bremsprüfstände teilweise beim Kunden vor Ort. Dies hat sich nun wesentlich zum Vorteil geändert. In der Versuchsspritzkabine steht ein eigenentwickelter automatisierter Spritzstand, der es ermöglicht, sowohl Rotations- als auch Flächenbeschichtungen durchzuführen. Damit können die Experten flexibel auf die unterschiedlichen Anforderungen ihrer Kunden im Hinblick auf neue Schichtentwicklungen reagieren. Darüber hinaus garantieren die grosse Auswahl an Ersatzteilen und Spritzwerkstoffen sowie die Inhouse-Fertigung eine Schnelligkeit, die kaum zu überbieten ist.
Um künftige Aufgaben wie die Weiterentwicklung von Hochgeschwindigkeits-Lichtbogenbrennern, Lichtbogen-Innenbrennern für Kleinstdurchmesser, rotierenden Lichtbogenbrennern und kleinen kompakten Handbrennern bewältigen zu können, will sich T-Spray mit qualifizierten technischen Mitarbeitern verstärken. Doch schon jetzt bringt die Fachkompetenz und innovationsfreudige Tätigkeit des Unternehmens den vielen Lohnbeschichtungs- und den Fertigungsbetrieben im 1992 gegründeten Verein «GTS Gemeinschaft Thermisches Spritzen e.V.» einen grossen Nutzen. Er hat sich inzwischen zu einem weltweiten Interessenverband von Industrieunternehmen, Handwerksbetrieben, Handelsfirmen und Forschungseinrichtungen entwickelt, der seine Mitglieder durch Fachveranstaltungen über den neuesten Stand auf dem Laufenden hält und den Firmen das begehrte einzigartige verfahrens-, personen- und produktbezogene Zertifikat für das thermische Spritzen verleihen kann.
 
Vollautomatischer Lichtbogen-Beschichtungsprozess mit automatisiertem Brennerwechsel für Haft- und Deckschicht. (Bilder: T-Spray)
 
T-Spray GmbH
Jürgen Bosler
Hoher Stich 4
D-73252 Lenningen
Tel. +49 7026 71 35
juergen.bosler@t-spray.de
www.t-spray.de
 
GTS Gemeinschaft Thermisches Spritzen e.V.
Werner Krömmer, Vorstand
Linde AG
Geschäftsbereich Linde Gas
Carl-von-Linde-Strasse 25
D-85716 Unterschleissheim
Tel. +49 89 310 015 546
info@gts-ev.de
www.gts-ev.de


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