Spezialbeschichter auf Expansionskurs
Voestalpine Eifeler setzt auf ein besonderes Fertigungsverfahren, um Kohlendioxid einzusparen und das Klima zu schützen.
Wenige Tausendstel Millimeter, also etwa so dick wie Spinnenseide, sind die Werkzeugbeschichtungen der Voestalpine Eifeler Unternehmensgruppe aus Düsseldorf. Mit ihren Spezialbeschichtungen wird die Standzeit sowohl von Werkzeugen als auch von Komponenten gesteigert, wie im Automotive- oder Luftfahrtbereich.
Um das zu bewerkstelligen, hat man am Entwicklungsstandort der Voestalpine Eifeler auf dem Areal
hler spezielle Vakuumanlagen entwickelt. In diesen Anlagen werden an den Produktionsstandorten vor allem Werkzeuge und Komponenten basierend auf Stahl veredelt und beschichtet. „Wir bieten aber nicht nur Dienstleistungen für Beschichtungen an, sondern verkaufen auch unsere Maschinen und nehmen Aufträge von Kunden an“, erklärt Farwah Nahif, Leiterin Forschung und Entwicklung bei Voestalpine Eifeler. „Dazu gehören Beschichtungen von zwei bis drei Mikrometern. Das ist dünner als ein menschliches Haar. Und es ist unglaublich, was man mit solch dünnen Schichten bewirken kann.“
So könne man durch die Beschichtung das Grundmaterial vor Verschleiß schützen oder aber die eibung reduzieren. Das sei besonders dort interessant, wo man durch eine Reduzierung der Reibung einen hohen Energieeinspareffekt erzielen kann, wie beispielsweise im Automotivebereich oder in der Kältetechnik. „Betrachtet man den globalen Energieverbrauch, so geht fast ein Viertel dadurch verloren, dass Reibung überwunden werden muss. An diesen Punkten können Beschichtungen gezielt zur Reibungsreduzierung eingesetzt werden und damit den Energieverbrauch wesentlich mindern. Beschichtungen sind also längst nicht mehr nur Verschleißschutz sondern, haben auch einen zentralen nachhaltigen Aspekt“, so die Forschungsleiterin weiter. „Wir bauen hier in Düsseldorf die Anlagen für unsere eigenen Standorte, aber auch für Unternehmen, die Werkzeuge herstellen und inhouse beschichten wollen“, erklärt Nahif, die Metallurgie und Werkstofftechnik studiert hat. Und die Nachfrage ist weiterhin hoch. Schließlich geht der Trend zu immer leichteren Bauteilen, die aber aufgrund von Bauweise und Beschichtung die gleiche Härte aufweisen wie herkömmliche Materialien. „Da geht es beispielsweise um die sogenannte B-Säule im Auto, die Teil des Außenkäfigs ist und sehr stabil sein muss“, so Nahif weiter. Denn so gehe es zum Beispiel bei der Elektromobilität darum, wie man Autos leichter machen kann, ohne deshalb an Sicherheit einbüßen zu müssen und auf diese Weise die Reichweite zu erhöhen. Aber auch beim Verbrennungsmotor kann CO2 eingespart werden, wenn durch die leichtere Bauweise der Kraftstoffverbrauch reduziert werden kann.
Unterschiedliche Beschichtungen kommen aber auch im medizinischen Bereich zum Einsatz. „So kann man beispielsweise die Reflexion von OP-Instrumenten, wie Scheren oder Skalpellen, reduzieren, was dem Chirurgen dann seine Arbeit erleichtert“, so die Forscherin. „Oder die Instrumente farblich verschieden beschichten, um die Gefahr von Verwechslungen zu reduzieren.“In der Produktionshalle arbeiten die Mitarbeiter der Voestalpine Eifeler daran, die Anlagen zusammenzubauen. „Dazu gehören Dreher, Fräser, Schweißer, Mechatroniker, Elektriker und Lagerarbeiter“, erklärt Stephan Güthues, Leiter des Anlagenbaus. „Nach der Montage kommt dann die Prüfung, Probeläufe und die Abnahme durch die Forschungs- und Entwicklungsabteilung.“Eine große Anlage kann bis zu 1000 Einzelteile gleichzeitig beschichten. „Da die Anlage auf sehr hohe Temperaturen aufgeheizt werden muss und auch die Werkstücke diese Temperatur erreichen müssen, bevor sie bearbeitet werden können, nimmt der Prozess mehrere Stunden in Anspruch“, so Nahif. In der Anlage selber sind die zu beschichtenden Komponenten oder Werkzeuge auf sich drehenden Scheiben angebracht. Diese wiederum befinden sich auf einer größeren rotierenden Scheibe. „Dadurch wird sichergestellt, dass alle Teile gleichmäßig beschichtet werden.“
Kontinuierliche Tests stehen ganz oben auf der Tagesordnung. So wird beispielsweise mit einem Elektronenmikroskop überprüft, wie die Schichten wachsen. „Wir können das im Beschichtungsverfahren beeinflussen und wollen dann testen, ob es auch funktioniert.“