Laserauftragschweißen von Bremsscheiben nach Euro-7-Norm
Erfahren Sie, warum Hochgeschwindigkeits-Laserauftragschweißen die optimale Wahl für die Herstellung Euro-7-konformer Bremsscheiben ist – und zum neuen Standard bei der Herstellung von Bremsscheiben werden könnte.
Mit Hochgeschwindigkeits-Laserauftragschweißen gelingt die Transformation von Produktionsprozessen
Bremsscheiben werden im Fahrzeugbau bisher meist gegossen und spanend bearbeitet. Bei unbehandelten Bremsscheiben aus Guss kommt es bei der Fahrzeugnutzung zu starkem Bremsabrieb und hohen Feinstaubemissionen. Die neue EU-Norm Euro 7 senkt die erlaubten Schadstoffwerte signifikant und setzt erstmals auch verbindliche Grenzwerte für nichtabgasbezogene Feinstaubpartikel aus Reifen- und Bremsabrieb fest. Die Hersteller von Bremsscheiben setzt diese neue Gesetzesnorm vor große Herausforderungen: Sie müssen nicht nur ein optimiertes Produkt herstellen, sondern auch neue, geeignete Fertigungstechnologien erproben, beschaffen und in ihre Produktionsprozesse integrieren – und das fristgerecht.
Die gute Nachricht: Es gibt bereits ein bewährtes und großserienfähiges Verfahren, um Euro-7-konforme Bremsscheiben herzustellen – das Hochgeschwindigkeits-Laserauftragschweißen (engl: High-Speed Laser Metal Deposition, kurz: HS-LMD). Mit diesem Verfahren wird der herkömmlichen Bremsscheibe eine äußerst dünne Beschichtung aus einer hochfesten und abriebfesten Metall-Karbid Mischung aufgetragen, was die Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit deutlich erhöht.
Laserauftragschweißen bietet optimale Voraussetzungen für die Erfüllung der Euro-7-Feinstaubnorm und die damit einhergehende Einhaltung des vorgeschriebenen Bremsabriebs.
Das Hochgeschwindigkeits-Laserauftragschweißen (HS-LMD) ermöglicht es, Niedrig-Emissions-Bremsscheiben zuverlässig in Großserien zu produzieren.
Sie möchten genauer wissen, wie Sie Euro-7-konforme Bremsscheiben mittels HS-LMD produzieren?
Unsere Experten für Bremsscheibenbeschichtung helfen Ihnen gerne weiter. Schreiben Sie uns!
Welche Vorteile bietet Hochgeschwindigkeits-Laserauftragschweißen für die Euro-7-konforme Bremsscheibenproduktion?
HS-LMD ermöglicht die Produktion von Bremsscheiben, die der Euro-7-Norm entsprechen. Darüber hinaus bietet das Verfahren zahlreiche Vorteile bei der Herstellung und dem Einsatz der Bremsscheiben:
Unsere Strahlformungstechnologie sorgt für eine optimale Schweißverbindung zwischen Bremsscheibe und Beschichtung und garantiert einen sicheren Einsatz in allen Fahrzeugtypen.
Die hohen Flächenauftragsraten von bis zu 1500 cm²/min ermöglichen den wirtschaftlichen Einsatz der Technologie in der Serienfertigung, auch bei Volumen von mehreren Millionen Bremsscheiben pro Jahr.
HS-LMD lässt sich in jeden Produktionsprozess integrieren und für verschiedene Bremsscheibentypen und Beschichtungsarten verwenden.
Aufbringung von bis zu 96 % des wertvollen Pulvers optimiert den Materialeinsatz. Zusätzlich können Kosten für aufwendige Vor- und Nachbearbeitungen reduziert werden. Dies spart Zeit und Geld!
*Beispielrechnung für eine typische Bremsscheibenbeschichtung von ca. 1 Mio. Scheiben pro Jahr, durch Einsparung von 50 µm Schichtmaterial.
Ein weiteres Plus: Korrosions- und Verschleißbeständigkeit
Das HS-LMD-Verfahren erlaubt es, sehr dünne Schichten von üblicherweise 100 bis 300 µm pro Lage mit hoher Präzision aufzutragen. Eine Besonderheit des Verfahrens ist, dass es das Kombinieren von Metall- und Hartpartikelpulvern erlaubt, um schmelzmetallurgisch verbundene, rissfreie sowie korrosions- und verschleißbeständige Schichten aufzuschweißen davon profitieren auch E-Autos, deren Bremsen rostanfällig sind. Das sorgt für längere Lebensdauer und Wartungsintervalle.
Wie funktioniert die Bremsscheibenbeschichtung mit dem Laser?
Worin bestehen die Unterschiede zu anderen Beschichtungsverfahren?
Beim elektrochemischen Beschichten (oder Galvanisieren) wird ein Werkstück als Kathode in eine Metallionen-Lösung getaucht. Durch Anlegen einer Spannung setzen sich diese auf dem Werkstück ab und beschichten es. Galvanisation bietet zwar Korrosionsschutz und niedrigen Materialverbrauch, Verschleißschutzpartikel können jedoch nicht verarbeitet werden und die Schichten sind nicht diffusionsdicht. Insbesondere das "Verchromen" könnte aufgrund neuer europäischer Gesetze bald gänzlich verboten sein.
Beim thermischen Spritzen wird ein pulverförmiger Beschichtungswerkstoff erhitzt und auf eine Oberfläche gesprüht. Die aufgespritzte Schicht ist dabei nicht vollständig aufgeschmolzen und haftet daher nur auf der Oberfläche. Die Schichtanbindungsqualität ist daher gering, typischerweise wenige 10 bis 100 MPa. Beim HS-LMD liegt die Anbindung im Bereich der Zugfestigkeit, d.h. 800 bis 1.000 MPa (materialabhängig). Zwar können viele Materialien verarbeitet werden, aber die Schichten sind nicht dicht und die Dicke des Auftrags bleibt begrenzt. Der Wirkungsgrad ist deutlich geringer als bei HS-LMD.
Kaltgasspritzen zählt zu den thermischen Spritzverfahren, bei dem Pulverpartikel mit sehr hoher Geschwindigkeit auf eine Oberfläche geschleudert werden. Die Pulverpartikel werden durch die hohe kinetische Geschwindigkeit beim Aufprall auf das Werkstück zu einer Schicht geformt. Jedoch sind diese Schichten nicht diffusionsdicht oder korrosionsbeständig. Der Prozess ist dazu sehr laut, verbraucht sehr große Mengen an Prozessgas und Pulver. Des Weiteren sind Karbide nur sehr begrenzt verarbeitbar.
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