Beschichtung Laserpulse unterstützen Cold-Spray-Technik

Ultrakurze Laserpulse sollen Werkstoffoberflächen so modifizieren, dass sie Metallpulver besser annehmen. So lassen sich Leichtbaumaterialien leichter mit der Cold-Spray-Technologie beschichten.

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Fraunhofer-Institut für Lasertechnik

Das ist das Ziel des EU-Verbundprojekts EMLACS (»Efficient Manufacturing of Laser Assisted Cold-Sprayed components«), in dem fünf Partner aus Industrie und Forschung die Technik zur Anwendungsreife bringen wollen.

Bei der Cold–Spray–Technik wird ein Metallpulver mit hoher Geschwindigkeit auf eine Oberfläche geblasen und bleibt dort haften. Dadurch lassen sich schnell dicke (>0,5mm) Schichten erzeugen, die je nach Anwendung weiterbearbeitet werden können.

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Hauptproblem bei dem Verfahren ist die Haftung der ersten Pulverlage auf dem Werkstück. Diese soll jetzt durch eine Laserstrukturierung deutlich verbessert werden. Durch die Verwendung ultrakurzer Laserpulse soll die Oberfläche insbesondere von Leichtbaumaterialien wie CFK und GFK ohne großen Wärmeeintrag so modifiziert werden, dass das Pulver besser haften kann.

Die Entwicklung eines entsprechenden Prozesses ist Ziel des EU-Verbundprojekts »Efficient Manufacturing of Laser Assisted Cold-Sprayed components EMLACS«. In dem Projekt arbeiten französische, niederländische und deutsche Partner zusammen.

Als Spezialist für Kaltgasspritzen ist Dycomet Europe (NL) dabei, die Laser liefert die Edgewave GmbH (DE), Industrial Laser Systems (FR) ist der Systemintegrator als auch der Koordinator des Gesamtprojekts. Arbeitsgruppen an der Université de Technologie de Belfort-Montbéliard (UTBM, FR) und dem Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT (DE) betreiben die Prozessentwicklung.

Klassische Anwendungen der Kaltgas-Spritztechnologie wie zum Beispiel die Beschichtung von Bratpfannen sind meist auf gut haftende Untergründe beschränkt. Die neue Technologie mit laserstrukturierten Oberflächen würde insbesondere die effiziente Beschichtung von Kunststoffen und Leichtbaumaterialien wie CFK und GFK ermöglichen.

Daraus begründet sich ein erhebliches Interesse für die Technik von Anwendern aus der Luft- und Raumfahrt sowie der Automobiltechnik. Aber auch in der Elektronikbranche sind viele Anwendungen möglich: So kann auf ein nichtleitendes Gehäuse mit der Kaltgas-Spritztechnik eine Kupferschicht aufgebracht werden, die ohne Lüfter Wärme abführt.

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