Wie können die Abhängigkeit von kritischen Rohstoffen verringert und gleichzeitig hochverschleißfeste Beschichtungen erzeugt werden? Ein Forschungsprojekt der NMB widmet sich genau diesen Fragen.
Der Substitution kritischer Rohstoffe – wirtschaftlich wichtiger Materialien mit hohem Risiko bei der Beschaffungssicherheit – ist vor dem Hintergrund ihres exponentiell steigenden Bedarfs von strategischer Bedeutung für die Umstellung der Energie- und Mobilitätssysteme der EU.
Nickel, Kobalt und Wolfram gelten sogar als „strategisch wichtige“ Rohstoffe. Gerade diese Werkstoffe spielen jedoch eine wichtige Rolle für tribologische Beschichtungen, wie hochverschleißfeste Werkzeuge in Anlagentechnik der industriellen Serienfertigung, wo sehr hohe Anforderungen an die Verschleißfestigkeit bestehen.
Ein neu gestartetes Forschungsvorhaben der Neue Materialien Bayreuth GmbH und der unterfränkischen Hubert-tec GmbH hat das Ziel, eine Lösung zu finden, die eine Antwort auf gleich beide Herausforderungen gibt. Im Mittelpunkt steht die Entwicklung von neuartigen Compositepulvern aus Eisen-basierten und keramischen Partikeln. Die hieraus erzeugte Beschichtung kommt weitgehend ohne kritische Rohstoffe aus und ermöglicht gleichzeitig einen hohen Verschleißschutz. Die neuartigen Pulver sollen mittels eines speziellen Zerstäubungsprozesses auf Basis des thermischen Lichtbogenspritzens hergestellt werden.
Die anschließende Beschichtung erfolgt über ein Verfahren, das auf dem Laser-Pulver-Auftragschweißen beruht und so entwickelt wird, dass ein homogener Verschleißschutz mit hoher Wärmeleitfähigkeit und einer Härte von mehr als 60 HRC entsteht. Die Beschichtungseigenschaften werden an einem speziellen Werkzeug zur Warmblechumformung evaluiert.
Die in dem Projekt geschaffenen Entwicklungen eröffnen einen wichtigen Schritt in Richtung nachhaltiger und ressourcenschonender Beschichtungstechnologien. Durch die weitgehende Substitution kritischer Rohstoffe und die Entwicklung eines effizienten Beschichtungsverfahren soll das Risiko von Versorgungsunterbrechungen reduziert und die Nachhaltigkeit der Produktion gesteigert werden.
Das Forschungsprojekt „ComDiscTool – Entwicklung von nachhaltigen Verbundpulvern und Herstellungsverfahren für hochverschleißfeste Beschichtungen und Werkzeuge für die Blechumformung“ wird vom Zentralen Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) gefördert (Förderkennzeichen KK5027512JN3).
Ansprechpartner
Neue Materialien Bayreuth GmbH
M. Eng. Philipp Meyer | E-Mail philipp.meyer@nmbgmbh.de
