Turbinenschaufeln werden zuerst im PC beschichtet – Simulation bildet Mikrostruktur ab

Nicht nur im Automobilbau und in der Luftfahrttechnik hat das thermische Spritzen in den vergangenen Jahren zunehmend Einzug gehalten. Auch in vielen anderen Bereichen wie etwa bei der Herstellung von quasikristallinen Oberflächen oder von Folien mit Formgedächtnis gewinnt dieses Beschichtungsverfahren an Bedeutung. Die Technologie an sich ist relativ einfach: Der Beschichtungswerkstoff wird in einer Energiequelle – oft ist dies ein Plasmastrahl – aufgeschmolzen und prallt kurz darauf partikelweise auf das zu beschichtende Werkstück. Die hohe Kunst des thermischen Spritzens besteht jedoch darin, die richtigen Prozessparameter einzustellen. Denn das Gefüge und somit die Qualität der Beschichtung ist im wesentlichen von der Ausbreitungsgeschwindigkeit und der Temperatur der Spritzpartikel abhängig. Um hier das Optimum zu finden, werden noch heute vielerorts unzählige Versuchsreihen durchgeführt, was die Entwicklungszeiten neuer Produkte verlängert und die Kosten in die Höhe treibt.

Werkstoffexperten der TU Chemnitz zeigen vom 25. bis 28. September 2000 in München auf der MATERIALICA 2000 einen erfolgsversprechenderen Weg. Dort stellen Sie in Halle B01, Stand B1.417/B1.620 (Neue Messe München) eine „Computerunterstützte Schicht- und Prozessentwicklung“ vor. Mit ihr können Konstrukteure und Technologen bereits am PC unterschiedliche Prozessparameter des thermischen Spritzens optimieren, um vorgegebene Schichteigenschaften zu erhalten. Erstmals wird sogar die Mikrostruktur einzelner Partikel im Computer abgebildet. Umfangreiche Testreihen gehören damit der Vergangenheit an, die Entwicklungszeit sinkt. Die Simulationssoftware ist jedoch ohne genaue Werkstoffdaten aufgeschmissen. Deshalb speisen die Wissenschaftler um Projektleiter Dr. Johannes Wilden ständig neue Kennwerte in das Programm ein. Im Labor der Professur Verbundwerkstoffe der TU Chemnitz laufen deshalb auch ständig Versuche, um die Werkstoffdaten im Experiment zu bestätigen.

(Autor: Mario Steinebach)

Weitere Informationen: Technische Universität Chemnitz, Professur für Verbundwerkstoffe, Dr. Johannes Wilden, Erfenschlager Straße 73, 09125 Chemnitz, Tel. (03 71)5 31 – 53 90, Fax (03 71)5 31 61 79, E-Mail johannes.wilden@mbv.tu-chemnitz.de

Foto zum Text: In der Pressestelle der TU Chemnitz können Sie honorarfrei ein Foto anfordern (Bildtext: Dr. Johannes Wilden beim Einrichten der Spritzpistole im Versuchsstand „Thermisches Spritzen“. Die Experimente sind notwendig, um die am Computer ermittelten Prozessparameter abzusichern. Foto: Mario Steinebach)