Algemeen

Krachtig lasersysteem bekleedt zuigerstangen

lasercladden van zuigerstangen
Voor de bewerking wordt de zuigerstang gedraaid, terwijl een laser er met gelijkmatige voeding langs wordt geleid (foto: Fraunhofer-IWS).

Het Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) in Dresden heeft samen met Bosch Rexroth in Boxtel het lasercladding productieproces geoptimaliseerd. Voor dit doel hebben de wetenschappers uit Dresden hebben een bestaande plasma poederopbouwlasmachine opgewaardeerd, zodat grote hydraulische zuigerstangen aanzienlijk sneller kunnen worden gecoat.

In Boxtel bouwden de wetenschappers uit Dresen een installatie voor het bekleden van grote hydraulische zuigerstangen tot 19 m lang en 600 mm diameter om. Het nieuwe proces verhoogt de productiviteit van de fabriek vele malen door opbrengsnelheden tot 15 kg/u mogelijk te maken.

De onderzoekers optimaliseerden de systeemtechniek van de installatie voor laservermogens tot 20 kW en bereidden deze ook voor op Industrie 4.0-toepassingen. Beide partijen zullen de komende maanden gezamenlijk ideeën uitwerken voor mogelijke verdere ontwikkelingen. Zo zijn de opbouw van gesloten digitale regelkringen, simulatie van de procesregeling en de aansluiting van zichzelf bewakende componenten voor automatische foutdetectie en –minimalisering ten behoeve van kwaliteitsborging gepland.

Bewerking van zuigerstangen

In vergelijking met de vorige configuratie kan het nieuwe coatingproces voor zuigerstangen een hogere poederhoeveelheid in kortere tijd verwerken. Het doel van de ontwikkeling was om laspoeder zodanig op te smelten dat een deklaag ontstaat die slijtage en corrosie vermindert.

Terwijl bij het thermisch spuiten alleen een metallisch binnendringen van het opgebrachte poeder in het basismateriaal ontstaat, komt bij de nieuwe oplossing een metallurgische lasverbinding op het oppervlak van de zuigerstang tot stand, met gelijktijdig lagere migratie van ijzer van laag gelegeerd basismateriaal naar de deklaag. In vergelijking tot het plasma poederoplassen kan bij het laser poederoplassen een vermengingsgraad van minder dan 3% worden bereikt, zelfs bij een enkellaags coating.

Vóór de bewerking worden de te coaten zuigerstangen in de machine ingeklemd en gedraaid, terwijl een laser met gelijkmatige voeding over de te bewerken stang wordt geleid. Op deze manier ontstaat een spiraalvormige deklaag met lage porositeit en uniforme laagdikte.

Het laservermogen versnelt niet alleen het lasproces aanzienlijk, maar brengt tegelijkertijd minder warmte in de ondergrond in. Dit houdt het basismateriaal qua structuur en vorm intact. Afhankelijk van het toepassing en bedrijfscondities van de zuigerstang kunnen verschillende poedermaterialen met de gewenset eigenschappen worden opgebracht zoals slijtvastheid, hardheid, corrosiebestendigheid of specifieke wrijvingseigenschappen.

Alternatief voor nikkelchroom

Daarnaast heeft Fraunhofer-IWS het systeem bij Bosch Rexroth uitgerust met een speciaal ontwikkeld inductief verwarmingsproces. Dit maakt een gerichte proceswarmtepad mogelijk waarbij scheurgevoelige en moeilijk lasbare coatings zonder fouten kunnen worden opgelast. Hierdoor kon het Boxtelse bedrijf zijn coatingsportfolio uitbreiden met speciaal aangepaste oplossingen (Enduroq-familie). Deze bieden effectieve bescherming tegen corrosie en zijn economische en milieuvriendelijke alternatieven voor de conventionele nikkelchroomlaag.

De optimalisatie van de installatie en de technologie was voor Bosch Rexroth niet alleen bedoeld om de technische mogelijkheden en het assortiment coatings uit te breiden, maar ook om de efficiëntie van het hele proces te verbeteren. Het bedrijf heeft nu een minder kritisch maar veel stabieler proces – met een forse toename van de kwaliteit.

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

x
Mis niet langer het laatste nieuws

Schrijf u nu in voor onze nieuwsbrief.

Inschrijven