07 Août 2018  |  Technique de revêtement
Publié dans Oberflächen POLYSURFACES 02/2018

Hochleistungsbeschichtungen exakt nach Bedarf

Klaus Vollrath

Bei modernen Maschinen und Anlagen ist es oft die Qualität der Oberfläche wesentlicher Komponenten, die über die Funktion und Leistung des Gesamtsystems entscheidet. Auch bei tonnenschweren Bauteilen reichen manchmal bereits Materialverluste von wenigen Mikrometern oder Milligramm, um Fehlfunktionen, Stillstände oder teure Reparaturen auszulösen. Da die Ursachen ebenso wie die Möglichkeiten zur Behebung äusserst vielfältig sind, sollte man sich bei der Behebung vor Rezepten «von der Stange» hüten.

Dans les machines et installations modernes, la qualité de surface est souvent un élément important, décisif pour le fonctionnement et les prestations de l’ensemble du système. Dans des pièces pesant plusieurs tonnes, des pertes de matériau de moins d’un micron ou d’un milligramme suffisent parfois pour provoquer des défaillances, des arrêts de production ou des réparations onéreuses. Étant donné que les causes ainsi que les possibilités de remédiation sont multiples, on devrait prendre garde à ce genre d’anomalie lors des réparations.

«Bei Bauteilen für den Maschinen- und Anlagenbau spielen die Eigenschaften der Oberfläche eine immer grössere Rolle», weiss Ralf Altheimer, Geschäftsführer der Eposint AG in Islikon. Während der Werkstoff des Bauteils in der Regel danach ausgewählt wird, dass er den im Betrieb auftretenden mechanischen sowie gegebenenfalls thermischen Belastungen standhält, muss seine Oberfläche häufig noch ganz anderen Beanspruchungen widerstehen.
 
Drehschieber für pastöse Lebensmittel mit einer hellbraunen Dichtfläche aus für Lebensmittel zugelassenem PEEK sowie einer mattgrauen Wolframcarbid-Verschleissschutzbeschichtung im Lagerbereich der oberen Welle. (Bild: Klaus Vollrath)
 
 
Besonders wichtig ist beispielsweise der Schutz gegenüber chemischen oder korrosiven Beanspruchungen, die Beständigkeit gegenüber Verschleiss durch Abrasion, die Dichtheit gegenüber dem Eindringen von Medien, das Gleitverhalten oder auch Notlaufeigenschaften. Dafür werden die Bauteile je nach Aufgabenstellung entweder komplett oder lediglich in ausgewählten Bereichen beschichtet. Die heute immer höher geschraubten Anforderungen an die Leistungen technischer Systeme wirken sich natürlich auch auf die von diesen Oberflächen geforderten Eigenschaften aus. Statt vergleichsweise einfachen Beschichtungen kommen heute teils komplexe, mehrlagige Beschichtungssysteme zum Einsatz. Ebenso geht der Trend immer mehr zu unterschiedlichen Beschichtungslösungen für verschiedene Problemstellungen am gleichen Bauteil.
 
Beschichtungsspezialisten bei Eposint: Hanspeter Isch (links), Lars Lanfranchi (Mitte) und Ralf Altheimer (rechts). (Bild: Klaus Vollrath)
 
 
Entscheidend sind Verfahrensbandbreite…
«Um unseren Kunden die für den jeweiligen Anwendungsfall optimale Lösung anbieten zu können, setzen wir eine grosse Bandbreite unterschiedlicher Verfahren ein», ergänzt Hanspeter Isch, Technischer Berater und Business Unit Manager Thermisches Spritzen bei Eposint. So gibt es neben zahlreichen Beschichtungen auf Kunststoffbasis auch thermische Verfahren, mit deren Hilfe Metalle oder sogar Keramiken als fest haftende Schichten auf die Oberfläche von Bauteilen aufgespritzt werden können. Diese Schichten zeichnen sich im Unterschied zu Kunststoffen vor allem durch ihre wesentlich höhere Festigkeit und Härte aus. Sie eignen sich daher vor allem für solche Einsatzbereiche, bei denen hohe mechanische oder abrasive Beanspruchungen zu erwarten sind. Typische Einsatzbereiche sind hoch beanspruchte Lager oder Dichtflächen zum Beispiel im Maschinen- oder Anlagenbau oder Oberflächen von abrasiv beaufschlagten Knet-, Rühr- oder Mischelementen in der Mineral- beziehungsweise Kunststoffverarbeitung.
 
Beim manuellen Flammspritzen werden Metalldrähte im Lichtbogen aufgeschmolzen und die weissglühenden Tröpfchen mit einem scharfen Pressluftstrahl in Richtung Zielobjekt beschleunigt. (Bild: Klaus Vollrath)
 
 
Kunststoffe kommen dagegen eher in Bereichen zum Einsatz, wo es um Eigenschaften wie Adhäsion, Gleit- und Schmierfähigkeit, chemische Beständigkeit, Lebensmittel- oder Pharmatauglichkeit, Isolation oder Antistatik geht.
 
Diese Treibrollen für papierverarbeitende Maschinen erhalten ihre raue Oberfläche durch Lichtbogenspritzen. Anschliessend wird noch ein Kunststoffüberzug aufgebracht. (Bild: Klaus Vollrath)
 
… sowie Erfahrung und Know-how
«Aufgrund der enormen Vielfalt an Verfahren, Werkstoffen und Einsatzfällen gibt es keine Software, mit der man die Wirksamkeit von Beschichtungen berechnen könnte», sagt Ralf Altheimer. Deshalb spielen hier die Erfahrung und das Know-how der zuständigen Fachleute eine entscheidende Rolle. Sie verfügen über das Wissen darüber, welche Materialien beziehungsweise welche Beschichtungskombinationen sich in der Vergangenheit unter vergleichbaren Einsatzbedingungen bewährt oder allenfalls auch versagt haben. Und sie beherrschen die optimalen Verfahren für das Aufbringen und kennen die gesetzlichen Vorschriften, die zum Beispiel beim Einsatz in Bereichen wie Lebensmittel-, Kosmetik- oder Medikamentenverarbeitung zu beachten sind. Darüber hinaus verfolgen sie die aktuellen Trends und Entwicklungen am Markt und passen die angebotenen Lösungen kontinuierlich an den neusten Stand der Technik an.
 
Förderschnecke mit aufgespritzter Verschleissschutzbeschichtung. (Bild: Klaus Vollrath)
 
 
Beschichtungsdesign – bei Instandsetzungen …
«Dadurch sind wir imstande, unseren Kunden bei Instandsetzungen oder Überholungen von Maschinen oder Anlagen auch kurzfristig jeweils eine exakt auf den Einsatzfall hin optimierte Hilfe zukommen zu lassen», verrät Ralf Altheimer. Dies betrifft nicht nur die Beschichtung selbst, sondern auch vorbereitende Arbeiten wie den Aufbau tragender Zwischenschichten an verschlissenen Bauteilen durch Auftragschweissen sowie die erforderliche mechanische Bearbeitung sowohl der Zwischenschicht als auch der anschliessend aufgebrachten Deckschicht. Auch bei der eigentlichen Beschichtung kennen die Fachleute von Eposint Verfahrenskniffe wie zum Beispiel die Kombination verschiedener Verfahren wie dem Flamm- oder Plasmaspritzen, um beispielsweise Kombinationsbeschichtungen aus harten Metall- oder Keramikteilchen mit einer gleitverbessernden Kunststoff-Deckschicht zu erzeugen. Dabei schützen die fest mit dem Grundkörper verklammerten Teilchen den Kunststoff vor Beschädigung und einer verfrühten Abtragung durch zum Beispiel Stossbeanspruchungen oder zu starke Scherkräfte. Zudem übernehmen sie bei einem Verschleiss des Kunststoffs Traganteile. Auf diese Weise kombinieren die Eposint-Fachleute die Eigenschaften der unterschiedlichen eingesetzten Werkstoffkategorien wie Kunststoffe, Metalle oder Keramiken miteinander, um die jeweils optimale Lösung zu erzielen.
 
Antriebswelle einer Zellenradschleuse für Getreide. Der Dichtsitz wurde mit hartem Chromoxid beschichtet und auf Mass geschliffen. Solche Lösungen können die Lebensdauer oft um ein Mehrfaches erhöhen. (Bild: Klaus Vollrath)
 
 
Ein weiteres Betätigungsfeld des Unternehmens sind Reparaturen vor Ort, beispielsweise in solchen Fällen, wo der Transport grosser Anlagenteile nicht möglich oder nicht sinnvoll ist. Für solche Fälle verfügt man in Islikon über transportable Systeme, die an Ort und Stelle zum Einsatz gebracht werden können. Die entsprechenden Planungen werden mit Blick auf die Minimierung der Durchlaufzeit durchgeführt. «Dank der so deutlich reduzierten Stillstandzeiten lassen sich die Gesamtkosten der Reparatur um ein Vielfaches verringern», sagt Lars Lanfranchi, bei Eposint zuständig für die Auftragsabwicklung beim thermischen Spritzen.
 
Beispiel für Kombinationsbeschichtungen: Beim «Excalibur»-Verfahren stützen mit der aufgerauten Oberfläche verklammerte harte Edelstahlpartikel eine darüber aufgebrachte Antihaftbeschichtung aus Fluoropolymeren. (Bild: Eposint)
 
 
… und bei Neuentwicklungen
Darüber hinaus agiert Eposint für seine Kunden aus dem Bereich des Maschinen- und Anlagenbaus auch als Engineering-Partner bei Neuentwicklungen. Wenn der Konstrukteur bereits zu Beginn seiner Tätigkeit eine klare Vorstellung von den Möglichkeiten und Grenzen der Beschichtungen habe, die er für seine Anlage oder Maschine benötigt, könne er entsprechend schneller und effizienter arbeiten und teure Umwege oder gar Fehlschläge vermeiden. Die Projektpartnerschaft umfasse alle Aspekte von der Auswahl der Werkstoffe und dem beschichtungsgerechten Bauteildesign über die Entwicklung geeigneter Verpackungen und die Beschaffung der Bauteile bis hin zur fachgerechten Applikation. Auf Wunsch übernehme man auch die Nachbearbeitung, kümmere sich um die erforderliche Logistik und entwickle erforderlichenfalls auch spezielles Labor- oder Produktionsequipment.
 
Automatisierte Plasmabeschichtung einer Büchse. (Bild: Eposint)
 
 
Dabei könne Eposint dank seiner Zugehörigkeit zur Adelhelm-Gruppe auf zusätzliche technische und personelle Ressourcen zurückgreifen. Neben hochqualifizierten Ingenieuren und Technikern stehen dort auch gut ausgestattete Laborkapazitäten bis hin zu Reinräumen zur Verfügung, wo Beschichtungen entwickelt, getestet und produziert werden können. Dieser Service steht über die gesamte Projektphase von der Beratung und Bemusterung über die Entwicklung bis zur Einführung serienreifer und gegebenenfalls validierter Fertigungsprozesse zur Verfügung.
 
Mikroskop und Auswerteeinheit für metallographische Untersuchungen. (Bild: Eposint)
 
 
Zur Absicherung einer hohen und gleichmässigen Qualität der erbrachten Leistungen verfügt Eposint über eine Qualitätssicherung mit zahlreichen modernen Geräten zur Charakterisierung und Prüfung der unterschiedlichsten Beschichtungen.
 
Eposint AG
Alte Landstrasse 67
8546 Islikon
Tel. 052 766 03 03
Fax 052 766 03 00
info@eposint.ch
 
SurfaceTechnology GERMANY:
Halle 1, Stand G15


23 Août 2016  |  Technique de revêtement

De Martin stärkt Innovationskraft

La société De Martin AG à Wängi, dans le canton de Thurgovie, associe pour la première fois des revêtements chimiques et physiques fabriqués sous vide. Cette nouvelle solution de surface hybride améliore les applications dans des domaines allant du sport automobile jusqu’aux outils de moule.
13 Février 2018  |  Technique de revêtement

Anlagen- und Beschichtungsproduktion eng verzahnt

Les revêtements sont l’un des principaux moyens permettant d’augmenter la performance des outils et d’obtenir une qualité optimale. CemeCon est connu pour ses revêtements performants, extrêmement lisses, obtenus grâce à des installations de pointe, éprouvées, qui permettent à l’entreprise d’optimiser les lignes de référence du revêtement des outils.
Polymedia Meichtry SA | Chemin de la Caroline 26 | 1213 Petit-Lancy | Genève | T: +41 22 879 88 20 | F: +41 22 879 88 25 | info@polymedia.ch