Promotion mav Innovationsforum 2018 ▶ KOSTENGÜNSTIGES AUFTRAGEN VON METALLSCHICHTEN AUF METALLISCHE WERKSTOFFE Additive Manufacturing für Beschichtungen und 3D-Bauteile Weisser bekannt als Hersteller multifunktionaler Präzisions-Drehmaschinen präsentiert im Zuge des „Additive Manufacturing“, eine vollkommen neue additive 3D-Beschichtungstechnologie zum Auftragen funktionaler Metallschichten auf Metalle und NE-Metalle. Der Autor Stefan Maier, Produkt-Manager, Christoph Kulpa, Marketingleiter, J.G. Weisser Söhne GmbH & Co. KG. Bild: Weisser Das patentierte Weisser 3D-Additive- Friction-Welding-Verfahren realisiert einen schnellen und kostengünstigen Prozess für das Auftragen von Metallschichten auf metallische Werkstoffe unter Normalatmosphäre. Das patentierte Weisser 3D-Additive-Friction-Welding-Verfahren realisiert einen schnellen und kostengünstigen Prozess für das Auftragen von Metallschichten auf metallische Werkstoffe unter Normalatmosphäre. Dies wird durch induktives Erwärmen von Beschichtungsmaterial und/oder Werkstückoberfläche realisiert, damit das Beschichtungsmaterial durch den Reibvorgang mit dem Grundmaterial verbunden werden kann. Neben der Generierung von funktionalen Schichten ermöglicht die Additive-Friction-Welding (AFW)- Einheit ebenfalls die Erzeugung funktionaler Bauteil-Strukturen durch additive 3D-Beschichtungstechnologie für Metalle. Die AFW- Komponente an sich ist eine Zusatzeinheit, welche es ermöglicht, das Verfahren in jegliche Weisser Maschine zu integrieren. Auf Grund der dadurch entstehenden vielfältigen Möglichkeiten können völlig neue Wege beschritten werden, aber es können auch eine Vielzahl von bisher eingesetzten Technologien substituiert werden, z.B. in der schnellen und effizienten Herstellung von Verbundteilen oder der metallischen Beschichtung bestehender Bauteile. Zu den Nutzeneffekten der Weisser 3D-Beschichtungstechnologie zählen: Hohe Auftragsrate Kurze Beschichtungszeiten Flexible Maschinenauslegung ∙ Integrierbare Bearbeitungsschritte 70 additive Mai 2018
Promotion mav Innovationsforum 2018 ∙ ∙ ∙ Hohe Beschichtungs - homogenität Fertigen unter Normal - atmosphäre Kostengünstiges Halbzeug - material ∙ Kombinationsvielfalt Hohe Aufbaurate, Auftragsgeschwindigkeit und Schichthomogenität Bild: Weisser Die Weisser 3D-Additive- Friction-Welding-Technologie ist bei Einsatzvielfalt, Materialkosten, Aufbaurate und Auftragsgeschwindigkeit, anderen bereits existierenden Verfahren deutlich überlegen. Die Weisser 3D-Additive-Friction- Welding-Technologie ist, was Einsatzvielfalt und Materialkosten durch vielfältig verfügbares und im Vergleich zu Metallpulvern kostengünstiges Halbzeugmaterial, aber auch Aufbaurate und Auftragsgeschwindigkeit angeht, anderen, bereits existierenden Verfahren deutlich überlegen. Bei Aluminiumteilen sind Aufbauraten erzielbar, die um Faktor 20 schneller sind als z. B. beim Pulverbettverfahren. Bei der Kombination 1.4418 (Kaltarbeitsstahl) auf S235 (Baustahl), besteht eine Edelstahlauftragsrate von 0.5 l/h. Dank gezielter Wärmesteuerung (induktives Erwärmen) von Reibmaterial und Substrat, sind Beschichtungen von Werkstoffen unterschiedlicher Wärmeleitung und -kapazität möglich. Ziel von solchen Materialkombinationen kann es sein, ein günstiges Substrat zu verwenden und dieses mit einem Funktionsmaterial zu beschichten. Das Funktionsmaterial übernimmt dabei die Funktion in Form eines Reibpartners, als Korrosionsschutz, als Stabilisierungskomponente etc. Beispiel hierfür ist u. a. ein Trägermaterial aus Aluminium und ein Funktionsmaterial aus Edelstahl. Somit muss nicht das gesamte Bauteil aus hochwertigem Edelstahl gefertigt werden, es wird lediglich die Funktionsschicht mit z. B. 2 mm Stärke aufgetragen. Ein weiteres Beispiel kann ebenso eine Stahlwelle sein, welche im Verschleiß- oder Korrosionsbereich mit Edelstahl beschichtet wird, um die damit in Verbindung stehenden, gewünschten Eigenschaften zu erzeugen. Des Weiteren ist auch die Verbindung von z. B. Messing und Stahl erzeugbar, welche im Bereich von Gleitanwendungen sehr interessant ist. Die Anwendungsbereiche sind auf Grund der vielfältigen Kombina tionsmöglichkeiten sehr breit gefächert. In den verschiedensten Bereichen können neue Wege beschritten werden, vom Verschleißschutz, den Korrosionsschutz, die Instandsetzung, über den Bereich der Rohstoffersparnis bis hin zum Leichtbau u.v.m. sind neue Ansätze möglich. Aktuell dient ein Weisser Univertor AC Präzisions-Drehzentrum als Basis der AFW-Komponente. Hierdurch wird die Möglichkeit geboten, mit relativ geringem Aufwand neue Materialkombinationen zu testen und ggf. Vorserien zu fertigen. Durch einen an Weisser Maschinen angepassten Aufbau der AFW- Einheit kann im Nachgang, je nach Bauteilgröße und Komplexität die zum Bauteil passende Maschine aus dem breiten Weisser Maschinen Portfolio ausgewählt werden. Diese kann dann in komplexe Fertigungsabläufe zur Weiterverarbeitung z. B. mittels Drehoder Schleifoperationen aus dem Produktportfolio von Weisser integriert werden. Durch die AFW-Technologie können somit mehr oder weniger komplexe Teile aus verschiedenen, mittels Reibbeschichtung kombinierten Werkstoffen aufgebaut werden. Die am Markt verfügbaren Systeme können also, in den angesprochenen Bereichen, mit einem breiteren Werkstoffportfolio, mit neuen Kombinationsmöglichkeiten und schnelleren Bearbeitungszeiten substituiert, oder auch sinnvoll ■ ergänzt werden. J.G. Weisser Söhne GmbH & Co. KG www.weisser-web.com Bild: Weisser Produktivität, Effizienz und Perfek tion im Detail – Bisher eingesetzte Verfahren können substituiert werden z. B. bei der schnellen und effizienten Herstellung von Verbundteilen oder metallischen Beschichtung bestehender Bauteile. Gemäß spezifiziertem Maschinenaufbau können auch komplexere Strukturen aufgeschichtet und im Nachgang auf der gleichen Maschine endbearbeitet werden. additive Mai 2018 71
