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100 Prozent Verlass sind Minimum

Dr. Richard Schmid über seine Vision für die thermische Spritztechnik der Zukunft.

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Am 27. Mai 2019 wurde Dr. Richard Schmid, Chief Technology Officer bei Oerlikon Metco, bei der ITSC (International Thermal Spray Conference) in Yokohama in die ASM Thermal Spray Hall of Fame aufgenommen. Schmidt wurde damit für seine innovativen Beiträge zu Einlaufschichten und tribologischen Beschichtungen ausgezeichnet. Gewürdigt wurden überdies seine Entwicklung und Kommerzialisierung der Plasmabeschichtung mittels kaskadierter Lichtbogentechnologie, der PVD-Beschichtung durch Plasmaspritzen sowie seine führende Rolle in der Forschung. Das gilt auch für Schmids Verdienste bei Ausbildung und Anwendungen auf dem Gebiet der thermischen Spritzbeschichtung.

Alles beginnt in Johannesburg, wo Schmid als Sohn Schweizer Immigranten aufwächst. Dort absolivert er auch ein Ingenieurstudium an der University of Witwatersrand (Wits). Seine ersten Erfahrungen mit Industrie und Kundenbeziehungen hat er zu diesem Zeitpunkt allerdings schon hinter sich.

„Mein Vater“, erzählt Schmid, „besaß die größte und am besten spezialisierte Firma für die Herstellung von Hydraulikzylindern in Südafrika. In meinen Ferien verbrachte ich viel Zeit im Unternehmen, arbeitete in der Werkstatt an Maschinen oder im Konstruktionsbüro. Darüber hinaus tat mein Vater etwas völlig Ungewöhnliches: Er holte mich aus der Schule und nahm mich mit zu den Minen, um Kunden zu treffen.“

Die Erfahrungen, die der Junge dort macht, legen die Basis für sein Interesse an Technik. Seine umfassenden Kenntnisse in Maschinenbau und Materialwissenschaften sind bis heute von unschätzbarem Wert. „Es gibt nicht viele Menschen, die gleichzeitig etwas von Maschinen und Materialien verstehen“, sagt Schmid: „Ich decke beide Bereiche ab.“

Zufällige Begegnungen, lebenslange Verbindungen

Für eine Kehrtwende in seinem professionellen wie privaten Leben sollten völlig unerwartet seine Schweizer Vorfahren sorgen. 1985 erhielt Schmid den Schweizer Pass, der ihm ermöglichte, in der Schweiz zu arbeiten. Damit stand ihm beruflich auch das Tor nach Europa offen. „Ich hatte nicht die Absicht, länger zu bleiben und nahm im Grunde den ersten Job an, der sich mir bot. Durch Zufall bekam ich eine Stelle bei der Sulzer AG in Winterthur im tribologischen Labor – und beschäftigte ich mich fortan mit Reibung und Verschleiß.“

In der Schweiz kam Schmid auch erstmals mit der Technologie des Thermospritzens in Kontakt. Fasziniert von der Thematik promovierte er mit Sulzers Unterstützung an der Eidgenössischen Technologischen Hochschule (ETH) in Zürich. Thema seiner Doktorarbeit waren innovative hochtemperaturfeste Einlaufschichten für Gasturbinen („New High Temperature Abradables for Gas Turbines„). Mit dieser frühen Arbeit seiner Karriere legte er das Fundament für seine spätere Rolle als CTO bei Sulzer Metco. Das Unternehmen wurde 2014 vom Oerlikon Konzern gekauft und operiert unter dem Namen Oerlikon Metco. Während dieses kurzen Arbeitsurlaubes wurden schließlich auch die Weichen für sein Privatleben gestellt. Dort begegnete er nämlich einer Schweizer Anästhesistin, die seine Frau werden sollte.

„Beschichtungsfehler dürfen nicht passieren!“

Die Faszination für thermische Spritztechnologien begleitet Schmid bis heute. Durch immer leistungsfähigere, optimierte Maschinen gewinnen funktionale Oberflächen zunehmend an Priorität. Technologien zur Modifizierung von Oberflächen, wie das thermische Spritzverfahren, werden der Schlüssel zu Fortschritt und Weiterentwicklung sein. Nach Schmids Ansicht zeigt sich das insbesondere bei den Gasturbinen von Düsenflugzeugen, die durch thermische Spritzverfahren signifikant besser geschützt sind und länger funktionsfähig bleiben.

„Ganz offensichtlich haben sich die Experten über die Jahre ein umfassenderes Verständnis der Technologie angeeignet“, so Schmid. „Gleichzeitig steigen aber auch die Erwartungen an Beschichtungen. Dazu müssen wir uns nur die Beschaufelungen in den Gasturbinen ansehen. Hier liegen die Temperaturen deutlich über dem Schmelzpunkt des Substrats. Sie sind durch Kühlsysteme geschützt, aber auch durch Beschichtungen, die Prime Reliance, also hundertprozentigen Verlass bieten müssen. Versagt die Beschichtung, versagt die gesamte Komponente – Beschichtungsfehler dürfen daher einfach nicht passieren.“

Trotz seines Hintergrunds in der Tribologie hätte Schmid nicht erwartet, dass auch Bremsscheiben von einer effizienten Beschichtung profitieren können. Oerlikon hat eine Beschichtung entwickelt, die nicht nur über die gesamte Standzeit einer Bremsscheibe hält. Sie hat sich darüber hinaus sowohl in der Luffahrt- als auch in der Automobilbranche kostenmäßig als überaus wettbewerbsfähig erwiesen. Das entspricht einer der zentralen Herausforderungen für die Industrie. Einerseits muss die Technologie so verbessert werden, dass sie wesentlicher Bestandteil der Herstellung entsprechender Teile wird; andererseits müssen die Kosten so weit reduziert werden, dass sie zugänglicher, erschwinglicher und unverzichtbar wird.

Ständiges Lernen durch Herausforderungen

„Das sind die Herausforderungen, mit denen mein Team und ich täglich konfrontiert werden“, sagt Schmid. „Sowohl bei Entwicklung als auch Produktion stellen sich uns ständig dieselben Fragen: Wie können wir diese Materialien möglichst kostengünstig herstellen? Erwirtschaften wir hohe Erträge, wenn wir diese Materialien im thermischen Spritzverfahren aufbringen? Wie halten wir den Aufwand bei Nacharbeiten, beim Schleifen so gering wie möglich?“

Die Antworten auf diese Fragen treiben Innovationen. „Aufregend ist, dass ich jeden Tag etwas Neues lerne“, so Schmid. „Zum Beispiel wusste ich nicht, dass fast die Hälfte aller Partikelemissionen von Bremsscheiben stammt. Beschichtungen können diesen Ausstoß nahezu eliminieren. Wir verringern in den Städten eine ganze Menge Feinstaubaufkommen durch die Schutzbeschichtung von Bremsscheiben. Mit anderen Worten tragen wir nicht nur zu einer längeren Standzeit der Scheiben und verbesserten Bremseigenschaften bei – wir tun dabei auch etwas für die Umwelt.”

Schmids Weg von der Tribologie hin zu thermischen Spritzbeschichtungen war von Zufällen geprägt. Inzwischen empfiehlt er allen, diesen Weg ganz bewusst einzuschlagen. Er weiß: „Reibung und Verschleiß sind eine Systemeigenschaft und daher hochkomplex. Versteht und beherrscht man aber beide Faktoren, ist man bestens für alle Industriebereiche, die sich mit Oberflächenschutz und -beschichtung befassen, gerüstet. Ich denke, ich würde noch einmal genau dasselbe tun und dort beginnen. Bis heute liefern mir diese Technologien eine exzellente Grundlage und sind eine ausgezeichnete Ausgangsbasis für alle, die in diese oder jede andere Industrie einsteigen wollen. Wir müssen die Wissenschaft schätzen und Wissenschaft wie auch Engineering konsequent und kontinuierlich anwenden, um diese Kunst weiter zu entwickeln.“

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