BEYOND SURFACES

Technologie & innovation Mit Hilfe modernster thermischer Spritztechnologien werden Wärme­ dämmschichten aufgetragen, wodurch Temperaturen erreicht werden können, bei denen Turbinen­ schaufeln – unter normalen Umstän­ den – schmelzen würden. Damit die Turbinen diesen enorm hohen Tempe­ raturen standhalten können, braucht es Schichten mit neuen, hochmoder­ nen Mikrostrukturen – und für diese wiederum Materialien aus sehr feinem Pulver, mit Partikeln unter 3 µm oder im SubmikroBereich. Und auch für das Auftragen dieser innovativen thermisch resistenten Beschichtungen sind alternative und kosteneffizientere Lösungen als die bisher eingesetzten Verfahren nötig. »Schichtstrukturen, die aus viel feineren Elementen zusammen­ gesetzt sind, ermöglichen es uns auch, innovative Schichten mit neuen funktionellen Eigenschaften zu entwickeln«, sagt Jim Girgulis, Application Segment Manager bei Oerlikon Metco. »Wir können Beschichtungen entwickeln, die härter, korrosionsbeständiger, weniger durchlässig oder belastbarer sind, und dafür Materialien einsetzen, die ideal für die entsprechende Umgebung geeignet sind.« Der Haken daran: Diese Materialien sind zu fein, um als trockenes Pulver gespritzt zu werden. Zudem sind mit ihnen gesundheitliche Risiken verbunden, denn die feinen Partikel könnten eingeatmet werden. Das macht bei der Anwendung beson­ dere Vorkehrungen nötig. Die Lösung: Suspensionsplasma­ spritzen (SPS), ein neuartiges thermisches Spritzverfahren zur Herstellung von Schichten mit sehr feinem Pulver. Der Hauptunterschied besteht darin, dass das Beschich­ tungsmaterial nicht als trockenes Pulver zugeführt wird, sondern die Pulverpartikel in einer Flüssig­ keit – meist Alkohol – fein verteilt (dispergiert) werden. Die besondere Herausforderung dabei ist, dass die Suspension homogen, gut dispergiert und zu einem bestimmten Grad zähflüssig sein muss, um die Anforderungen an die konsistente Zufuhr und die Spritzqualität zu erfüllen. Oerlikon leistet Pionierarbeit im Bereich des auf Flüssigsuspension basie­ renden thermischen Spritzens, das sowohl neue Anwendungs­ anforderungen erfüllt als auch den Gesundheitsstandards entspricht. Chris Dambra, Leiter Coating Solutions America, sagt: »Oerlikon Metco bietet die Anlage, das Material und die Anwendung aus einer Hand. Damit stellen wir unseren Kunden ein massgeschneidertes Paket zur Verfü­ gung, um Schichten mit einzigartigen Mikrostrukturen zu erzielen.« Die SPSTechnologie hat Potenzial für die Anwendungen, die über Turbinen hinausgehen, und SPSLösungen werden nicht nur in der Luft und Raumfahrt, sondern auch in der Halbleiter und Elektronikindustrie sowie anderen industriellen Einsatzge­ bieten getestet und bewertet. »Da die Knotengrösse bei Halbleitern abnimmt, müssen Beschichtungen auf Anlagen, die zur Herstellung von Chips ver­ wendet werden, leistungsfähiger und damit glatter und dichter sein«, erklärt Jim Girgulis. »Die SPSTechnologie ermöglicht uns einen Sprung nach vorne, was die Herstellung glatterer, dichterer und erosionsbeständigerer Schichten mit besseren dielektrischen Eigenschaften betrifft.« Weitere Anwendungsmöglichkeiten liegen in der Herstellung von Brennstoff­ zellen, bei biokompatiblen Schichten für medizinische Implantate sowie elektrischen Elementen in Heizgeräten, Isolatoren und Elektrofahrzeugen. Die Lösungen von Oerlikon Metco decken den gesamten SuspensionsSpritzprozess ab, vom neuen Suspensionsförderer bis hin zu Hardware, mit der Spritzpistolen für den Einsatz mit Suspensionen umgerüstet werden können. Das Portfolio an Suspensionen und suspensionsgeeigneten Materialien mit hervorragenden Zerstäubungseigenschaften wird ständig erweitert, und auf Wunsch zusammen mit unseren Kunden entwickelt. Beyond SURFACeS 02|2020 29