Bereits seit Jahren entwickelt und optimiert das Aalberts surface treatment – Team im französischen Werk Faulquemont an dem "sustainable high speed plating" – Verfahren der selektiven Hartanodisation von Aluminium. Dabei hat man sich entschieden, ganz neue Wege zu gehen. In erster Linie wurde der traditionelle Prozess der galvanischen Bad-Beschichtung gänzlich ignoriert und auf ein neuartiges Kreislaufsystem in der vollautomatischen Beschichtungsanlage gesetzt.

Dabei werden die Aluminiumbauteile in dafür entwickelte Werkzeugnester eingelegt und als Anode geschaltet. Mit einem für dieses Verfahren optimierten Elektrolyt wird nun das Bauteil mit "high speed" und hoher Stromdichte umspült. Spezielle Dichtungen pressen sich an das Bauteil und definieren den zu beschichtenden Bereich. Dadurch lässt sich der Elektrolyt gezielt auf die Bereiche einsetzen, wo die funktionale Beschichtung benötigt wird. Der Elektrolytverbrauch wird auf das minimalste reduziert und ist äußerst wirtschaftlich. Zusätzlich ist ein aufwendiges "Cover" der Bauteile oder die mechanische Nacharbeit nicht notwendig und entfällt somit gänzlich. Auch komplexe Geometrien, bei denen die Notwendigkeit besteht, einen innenliegenden Bereich zu beschichten, können mit dem SELGA-COAT® Verfahren realisiert werden.

Ein weiterer Schwerpunkt ist die Prozesssicherheit, die durch folgende Punkte gewährleistet wird. Jede Beschichtungslinie besitzt ihre eigenen Bauteile wie Kontrolleinheit, Gleichrichter und Förderpumpe. Sollte ein notwendiges Bauteil der Anlage ausfallen, sind die anderen Linien weiterhin funktionsfähig. Eine Reparatur kann ohne Einfluss auf die laufende Fertigung erfolgen, und die Lieferfähigkeit ist weiterhin sichergestellt. Zusätzlich wird eine automatische Erkennung der Werkzeugtische verwendet. Werden diese modularen Einheiten gewechselt, erkennt die Software dies und lädt die notwendigen Parameter hoch. Eine fehlerhafte Beschichtung durch falsche Einstellung wird vermieden und die Anwendung der Anlage erleichtert. Parallel dazu wird der Beschichtungsprozess je Bauteil im System protokolliert und kann auf Wunsch ausgelesen werden.

Nachhaltigkeit ist ein weiterer wichtiger Bestandteil, wofür das SELGA-COAT®-Verfahren steht. Zum einen wird die Verwendung von Chemikalien durch die punktgenaue Beschichtung auf ein Minimum reduziert und effizient genutzt. Dies ermöglicht uns die Verwendung eines kleinen Elektrolyttanks mit nur 250 Liter Fassungsvermögen. Um eine Verschleppung von galvanischen Stoffen zu verhindern, werden mehrere geschlossene Kreisläufe genutzt. Zum einen zirkuliert der Elektrolyt zwischen dem Tank und dem Werkzeug. Aber auch die Abluft und das Spülwasser wird durch ein Filtersystem kontinuierlich gereinigt. Eine direkte Belastung der Mitarbeiter und der Umwelt wird verhindert.

Um logistische Wege und die damit verbundene Zeit und Kosten zu reduzieren, ist die Anlage so konzipiert, dass diese in den Fertigungsprozess des Kunden implementiert werden kann. Die kompakte Bauweise und Modularität ermöglicht bereits bei durchschnittlichen Volumen einen wirtschaftlichen Vorteil für den Kunden.

Aalberts surface treatment hat bereits Anlagen in China, in den USA, in Brasilien, in der Türkei und in diversen EU-Ländern in Betrieb genommen. Dabei wird die Anlage nach den Kundenspezifikationen maßgeschneidert. Die Installation erfolgt dann durch unser Fachpersonal beim Kunden vor Ort und garantiert somit einen reibungslosen Fertigungsstart.

Zu diesem Verfahren bieten wir von unserer Seite weitere Serviceleistungen an. Dazu gehört die Elektrolytversorgung über riag Oberflächentechnik AG, ein Ersatzteilservice und die Option, einen Wartungsvertrag abzuschließen.

Auch die technischen Eigenschaften der Oberfläche weisen eine höhere Qualität auf. Durch den schnellen Schichtaufbau von ca. 12 µm unter 1 Minute, erhält die Oberfläche eine homogene Struktur und ermöglicht, vergleichsweise zur traditionellen Beschichtung, eine geringere Rauheit der Oberfläche. Dies wirkt sich auch auf die allgemeinen Leistungsmerkmale des erzeugten Harteloxals aus. Die behandelten Bauteile weisen einen optimierten Korrosionsschutz, bessere elektrische Isolationswerte und höhere Härten auf. Parallel dazu können die Toleranzen der Schichtdicke enger definiert werden.

Ursprünglich wurde dieses Verfahren für die Veredelung von Motorenkolben eingesetzt. Durch stetige Weiterentwicklung und Optimierung hat sich SELGA-COAT® inzwischen für diverse Bauteile wie Ventilgehäuse, Wärmetauscher, Getriebekomponenten, Ventileinheiten, Lenksysteme und hydraulische Einheiten etabliert. Durch den steigenden Bedarf in der E-Mobility sind zusätzliche Anwendungen wie DC/DC-Gehäuse und Busbars/Kontaktplatten dazugekommen.

Basierend auf der Tatsache, dass die Anforderungen Kosten zu reduzieren und umweltschonender zu fertigen, immer mehr Bedeutung in unserer Branche erhält, sind wir bei Aalberts surface treatment mit dem vollautomatischen SELGA-COAT®-Verfahren bereits heute zukunftsweisend und nachhaltig aufgestellt.

Mit dem verstärkten Fokus auf E-Mobility gewinnen Alternativen zum klassischen Pkw wie E-Bikes und E-Roller insbesondere für die urbane Mobilität zunehmend an Bedeutung. Für die Hersteller ergeben sich dadurch in der Supply-Chain neue Herausforderungen: von Hybridtechnik, Leichtbaulösungen, fortschrittlichen Sicherheitssystemen und autonomen Fahren bis hin zu Einflüssen auf Akustik und der Lebensdauer der Fahrzeuge.

Da sich der Markt rasant verändert, ist Flexibilität besonders wichtig, denn vielen dieser neuen Anforderungen kann durch die Auswahl geeigneter Beschichtungssysteme begegnet werden. Einige Beispiele sollen diesen Sachverhalt verdeutlichen.

Akustik in der E-Mobilität
Die Fahrzeugakustik beschäftigt sich mit der Modellierung von Geräuschen – sowohl denen im Innenraum als auch denen, die von außen in der Fahrzeugumgebung wahrgenommen werden. Während es aus Insassenperspektive um die Lautstärkeverringerung geht, spielen aus externer Sicht bei Geräuschreduzierung vornehmlich Sicherheitsaspekte eine Rolle. Bei Elektrofahrzeugen entfällt die markante Geräuschkulisse des Verbrennungsmotors, und die Akustik des elektrischen Antriebsstranges sowie Betriebsgeräusche rücken in den Vordergrund.

Folglich gilt es, in der Fahrzeugentwicklung die emotionalen Bedürfnisse der Kunden zu erfüllen und gleichzeitig Bewegungs- und Vibrationsgeräusche gezielt zu reduzieren. Dafür werden trockenschmierende Gleitlackbeschichtungen in Form von Polymersystemen auf PTFE-, PFA- oder FEP-Fluorpolymerbasis sowie MoS2- oder Graphitbasis eingesetzt. Bekannte Systeme sind unter anderem Xylan®, Molykote®, Gleitmo®, Antifricor® und GLISS-COAT®. Zusätzlich können mittels Flockbeschichtung mit kathodischer Tauchlackierung (KTL) als Grundschicht Kontaktgeräusche bei Vibration deutlich reduziert werden. Weitere Vorteile der reinen Flockbeschichtung sind der Ausgleich von Fertigungstoleranzen sowie die Geräuschdämmung auf Metall- und Kunststoffoberflächen.

Elektrifizierung
Elektrofahrzeuge werden nicht nur mit Strom angetrieben, sondern sind selbstverständlich auch mit einer Vielzahl elektrischer Bordsysteme ausgestattet. Dadurch verbessern sich zwar einerseits Leistungsfähigkeit und Komfort, gleichzeitig steigt aber auch der Stromverbrauch deutlich. Das geht so weit, dass die üblichen 12 Volt für die Bordelektronik nicht mehr ausreichen und neuerdings vermehrt die sogenannte 48-Volt-Technik zum Einsatz kommt.

Grundvoraussetzung für gute elektrische Leitfähigkeit sind qualitativ hochwertige Kontakte bzw. Steckverbinder und Stromschienen, idealerweise beschichtet mit Zinn, Silber oder Gold. Bestenfalls werden Kombinationsschichten mit einer Diffusionssperre aus Kupfer und Nickel gewählt, da diese neben der Signal- und Stromübertragung auch einen guten Korrosionsschutz gewährleisten. Durch die höhere Spannung von 48 Volt steigt die Einsatztemperatur der Verbindungselemente auf über 160°C, und für einen sicheren Betrieb müssen Silberbeschichtungen in höheren Schichtdicken auf den Bauteilen abgeschieden werden.

Eine fachgerechte Beschichtung ist auch entscheidend für den sicheren Betrieb großer Fahrzeugbatterien, denn nur mit hochwertiger Oberflächentechnik entstehen effiziente Schutzeinrichtungen, wie beispielsweise korrosionsgeschützte Batteriegehäuse. Die Vernickelung mit Sulfamat-Nickel bietet neben hohen Schichtdicken und einem guten Haftgrund für Kombinationsbeschichtungen auch den Vorteil der Löt- und Schweißbarkeit. Zudem laufen aktuell Untersuchungen, um die Graphitschicht auf Anoden von Lithium-Ionen-Batterien durch eine Zinnschicht zu ersetzen und somit eine deutliche Kostensenkung zu erzielen.

Ein häufig vernachlässigter Aspekt im Zusammenhang mit der Elektrifizierung ist die Übertragung von Hochfrequenzsignalen im Fahrzeug. Damit sie störungsfrei ablaufen kann, braucht es eine gute Kontaktierung, aber auch eine effektive Reduktion von Störquellen. Durch einen mehrschichtigen Aufbau werden statische Aufladungen auf hart anodisierten Aluminiumoberflächen bei gleichzeitiger elektrischer Isolation gezielt abgeleitet und Signalübertragungsstörungen reduziert.

Auch für zukünftige Standards wie autonomes Fahren oder sensorische Gefahrenerfassung sind versilberte beziehungsweise verzinnte Stecker aufgrund ihrer hohen Leitfähigkeit unerlässlich. Beschichtungstechnik schafft also die Grundlage für den sicheren Betrieb der Bordsysteme der Zukunft.

Leichtbau
Die Achillesverse der E-Fahrzeuge ist ihre aktuell noch geringe Reichweite. Mit konsequentem Leichtbau kann hier gegengesteuert werden, indem eingespartes Gewicht vergrößerten Batterien zugutekommt. Dafür werden neben Aluminium und hochfestem Stahl auch die höherwertigen Werkstoffe Titan und Magnesium eingesetzt, die wiederum aus diversen Gründen beschichtet werden müssen. Zum Beispiel brauchen Magnesiumfelgen für den Korrosionsschutz sowie zur Vorbereitung der Nasslack- oder Pulverbeschichtung eine Magnesiumoxidbeschichtung. Hochfeste Stähle können mit sehr dünnen Wandstärken verbaut werden, sind dadurch aber anfällig für Korrosionsschäden und müssen mit effektiven Beschichtungen davor geschützt werden. Bei Titan lässt sich eine galvanische Korrosion mit anderen metallischen Werkstoffen, die trotz Ausbildung einer Passivschicht entstehen kann, durch eine Oxidbeschichtung verhindern.

In E-Bikes werden aus Gründen der Gewichtseinsparung größtenteils Aluminium- und Magnesiumwerkstoffe verbaut. So schafft eine Aluminiumoxid-Beschichtung auf Batteriegehäusen einen Haftgrund für Kleber (als gängige Alternative zu Schweißverbindungen), und Magnesiumbeschichtungen sorgen für verbesserten Verschleißschutz, zum Beispiel auf Zahnrädern.

Lebensdauer und Preisgefüge von Bauteilen
Aufgrund der zunehmenden Elektrifizierung muss die Abstimmung der Lebensdauer sämtlicher im Fahrzeug verbauten Komponenten neu justiert werden. Grundsätzlich können E-Fahrzeuge länger genutzt werden, weil sie einen geringeren Verschleiß als konventionell angetriebene Pkw haben und insgesamt weniger Komponenten verbaut sind. Die längere Nutzungsdauer wird allerdings aufgrund der höheren Anschaffungskosten auch von den Kunden erwartet.

In der Verschleißdiskussion wird man sich zukünftig auf andere Baugruppen konzentrieren und die Erhöhung der Korrosionsschutzklassen für Fahrwerkskomponenten vorantreiben. An vielen Stellen, an denen aktuell niedrige Korrosionsschutzklassen ausreichen, werden in Zukunft höherwertige Mikroschichtkorrosionsschutzsysteme (Zinklamellenbeschichtungen) oder galvanisch Nickel (Sulfamat-Nickel) und Chemisch Nickel (DURNI-COAT®) in den Fokus geraten. Damit wird die professionelle Beschichtung verschiedenster Komponenten noch entscheidender für den Erfolg in der Automotivebranche.

Fazit
Mit den gesteigerten Anforderungen an Bauteile für Elektroautos wird die Nachfrage nach hochwertigen Beschichtungen in den kommenden Jahren deutlich zunehmen, denn die effiziente Beschichtung gewinnt im Hinblick auf die Produktionskosten, den wirtschaftlichen und langfristigen Betrieb von Fahrzeugen sowie den Kundennutzen schon jetzt merklich an Bedeutung.

Jeder versucht sich derzeit gegen Infektionen und Krankheiten zu schützen. Aalberts surface treatment in Landsberg hat einen Weg gefunden, das Risiko einer Ansteckung zu verringern oder gar zu vermeiden. Das Ergebnis dieser Überlegung ist die antimikrobielle Beschichtung. Sie bekämpft nicht nur Bakterien, sondern wirkt zusätzlich gegen eine Vielzahl weiterer unterschiedlicher Schädlinge wie Pilze, Viren oder Algen.

Durch den Einsatz antimikrobieller Pulverlacke wird eine deutliche Bekämpfung und Abtötung der Bakterien erreicht, während die Bakterien bei konventionellen Pulverlacken ohne spezielle Additive unverändert bestehen bleiben. Der potenzielle Markt für die Anwendung dieser Beschichtung ist groß. Die Medizintechnik, Klimatechnik oder Haushaltsgeräte sind nur ein paar von vielen Möglichkeiten für den Einsatz der antimikrobiellen Beschichtung.

Ein Anwendungsbeispiel ist die antimikrobielle Beschichtung von Haltestangen und Verbindungselementen für Straßenbahnen. Täglich nutzen eine Vielzahl von Menschen die Straßenbahnen als öffentliches Verkehrsmittel. Die Hände des Menschen sind der größte Bakterienüberträger, und genau hier kann man den Vorteil einer antimikrobiellen Beschichtung nutzen. Keime vernichten, bevor sie an den Nächsten weitergegeben werden, ist hier die Devise.

Unser technologischer Anspruch der antimikrobiellen Beschichtung ist neben einem schnellen Wirkungsprinzip die umfangreiche Bekämpfung der Schädlinge, hohe Raten der Vernichtung und die Vermeidung von Resistenzen. Besonders wichtig ist zudem die Nachhaltigkeit der Wirkung. Die antimikrobielle Beschichtung soll unterstützend zur Förderung der Gesundheit wirken und somit eine natürliche Prophylaxe für die Menschen sein.

Vorteile der Gleitbeschichtungen GLISS-COAT®

Die Beschichtungsmaterialien der GLISS-COAT®-Verfahren sind wasserlöslich sowie frei von Schwermetallen. Die Beschichtungssysteme sind "made in Solingen" und werden im werkseigenen Entwicklungslabor stetig weiter optimiert. Dank automatisierter Applikationsmethoden wird eine gleichbleibende Qualität sichergestellt.

Die Gleitbeschichtungen sind werkstoffunabhängig und bieten aufgrund individueller Anforderungen eine große Verfahrensvielfalt. Gegenüber Schmierfetten oder Ölen bieten die GLISS-COAT®-Schichten zahlreiche Vorteile, wie die Bildung einer homogenen Gleitschicht, Abweisung von Staub und Schmutz sowie die Möglichkeit einer partiellen Beschichtung.

GLISS-COAT® FLOCK-Beschichtungen erhöhen das Absorptionsvermögen für Stöße sowie Geräusche. Bei diesem Verfahren wird ein gleitfähiger GLISS-COAT®-Kleber mit Polymerfasern kombiniert, wodurch Quietsch-, Knarz- sowie Schlaggeräusche vermindert oder ganz beseitigt werden. Anwendungsbeispiele sind alle Arten von Federn, Laufschienen, Profilen oder auch Arretierstifte.

Einzelbeschichtung von rundsymmetrischen Bauteilen

In den letzten Jahren ist das Werk Solingen zu einem Kompetenzzentrum für das Beschichten von rundsymmetrischen Bauteilen mit Gleitlacken ausgebaut worden. Die Applikation der Gleitbeschichtungen erfolgt dabei auf Rundspritzautomaten. Etwa 15 Millionen rundsymmetrische Bauteile werden in Solingen pro Jahr auf diese Weise beschichtet, z.B. Magnetventil-Anker für Schalt- sowie Bremssysteme für die Automobilindustrie. Auch nach vielen Millionen Schaltzyklen ist die Gleiteigenschaft nicht beeinträchtigt.

Phosphatierung und Kathodische Tauchlackierung

Das Werk Solingen führt Zink-Eisen-Phosphatierungen durch und bietet Trommelphosphatierungen mit und ohne Beölen und Gestellphosphatierungen ohne Beölen an. Diese Phosphatierung bietet eine einfache Lösung für geringen Korrosionsschutz und eignet sich für Normalstahllegierungen. Außerdem dient die Phosphatierung als bewährter Haftgrund für weitere Beschichtungen.

Einer der großen Vorteile einer Kathodischen Tauchlackierung (KTL) ist die gleichmäßige Beschichtung von Metalloberflächen sowie Hohlräumen. Das Verfahren bietet einen hohen Korrosionsschutz sowie eine hohe Temperatur- sowie chemische Beständigkeit. KTL stellt eine wirtschaftliche sowie umweltfreundliche Beschichtungsmethode dar.

Der Standort in Solingen versteht sich als Entwicklungspartner, Problemlöser und Ideenfabrik für seine Kunden. Aufgrund der Vielzahl der Beschichtungsvarianten und der technischen Lösungsmöglichkeiten empfiehlt sich vor einer eventuellen Auftragserteilung eine ausführliche Absprache mit den technischen Beratern des Werkes.

Außerhalb des Pkw-Bereichs entwickelt und beschichtet der Standort im Brennstoffzellenbereich auch für Lkw- und stationäre Anwendungen und bringt außerdem unterschiedliche Beschichtungen für Elektrolyseure auf. Die Beschichtungen metallischer Bipolarplatten zeichnen sich bei einer Dicke von nur wenigen Nanometern durch außerordentliche Korrosionsbeständigkeit und Leitfähigkeit aus. Effiziente und langlebige Systeme sind das Ergebnis. Aalberts surface treatment Lübeck setzt dabei in erster Linie PVD-Technologien (physical vapor deposition) ein, die in speziellen Inline-Anlagen appliziert werden. Über verbundene Mehrkammer-Inline-Anlagen sind auch Mehrschichtsysteme möglich.

Neben Brennstoffzellenbeschichtungen bietet das Unternehmen auch Hochleistungsbeschichtungen für Elektroden in der Medizintechnik und für die Wasseraufbereitung an. Da deren Einsatz unter extremen Bedingungen erfolgt, sind die Herausforderungen hier besonders hoch, etwa was die Bioverträglichkeit anbelangt.

In Lübeck entstehen seit über 30 Jahren im PVD- und PACVD-Verfahren Hochleistungsschichten für die Medizin- und Pharmatechnik, Lebensmittelindustrie, Metall- und Kunststoffverarbeitung, Automobilindustrie und erneuerbare Energien in höchster Präzision und Qualität. Durch einen hauchdünnen Überzug mit einer Hartstoffschicht bekommen selbst gehärtete Stähle einen quasi-keramischen Charakter. Das Ergebnis sind deutlich höhere Standzeiten.

Nach stetigen Erweiterungen und Modernisierungen in den letzten Jahren verfügt der Standort Lübeck als PVD-Zentrum der Aalberts-Gruppe heute über acht PVD-Anlagen, davon drei Inline-Anlagen. Beschichtung von Komponenten aller Art – von Einzelbauteilen über Klein- bis zu Großserien – sind dadurch flexibel und kostengünstig möglich.

Industriekunden profitieren von den hochwertigen PVD-Beschichtungen, weil sie die Standzeiten der Bauteile und Werkzeuge um ein Vielfaches erhöhen. Die Unternehmen produzieren so kostengünstiger, effizienter und ressourcenschonender. Dank einer leistungsstarken Forschung und Entwicklung bietet Aalberts surface treatment auch anwendungsspezifische Lösungen für individuelle Kundenwünsche und Sonderbeschichtungen, die extremen Einsatzbedingungen standhalten müssen.

Ihre Lebensmitteltauglichkeit prädestiniert die Schichten von Werk Lübeck auch als Verschleißschutz in der Lebensmittelindustrie. Medizinische PVD-Beschichtungen zur Verschleiß- und Allergenreduzierung bei Knie-, Hüft- und Zahnimplantaten erhöhen die Lebensdauer der Implantate und somit die Lebensqualität der Patienten. Außerdem stellte Aalberts surface treatment seine führende Rolle in Beschichtungslösungen für alternative Antriebe durch eine erste Pkw-Brennstoffzellenserie für einen der führenden Automobilhersteller Deutschlands eindrucksvoll unter Beweis.

Zum 19.05.2020 verließ Ralf Krämer, bisher CFO, das Unternehmen, um sich neuen Herausforderungen zu stellen. Herr Krämer war in den letzten 17 Jahren in verschiedenen geschäftsführenden Positionen im Bereich Finanzen / Controlling / M&A in leitenden Positionen tätig. Hierdurch reduziert sich die Anzahl der Geschäftsführer von drei auf zwei. Diese Straffung der Führung soll nun angesichts der bevorstehenden wirtschaftlichen Turbulenzen beibehalten werden.

Durch Ihre umfangreiche Expertise in der Oberflächentechnik und ihr betriebswirtschaftliches Know-how wird Mareike Krüger, in Zusammenarbeit mit ihrem erfahrenen Geschäftsführungskollegen Matthias Kester, den Ausbau des Geschäfts weiter vorantreiben sowie die strategische Ausrichtung von Aalberts surface treatment begleiten.

Die Aalberts Surface Treatment GmbH ist ein weltweit führendes Dienstleistungsunternehmen für die funktionelle Oberflächenveredelung von Werkstoffen. Aalberts surface treatment ist seit Januar 2019 ein Zusammenschluss der AHC Oberflächentechnik und der Impreglon, unter dem Dach der Muttergesellschaft Aalberts N.V. Bauteile für die Automobilindustrie, für den Maschinenbau, für die Luft- und Raumfahrt, die Medizintechnik, die Elektrotechnik und zahlreiche andere Branchen werden mittels patentierter und eigenentwickelter Beschichtungsverfahren vor Korrosion und Verschleiß geschützt oder mit speziellen innovativen Oberflächeneigenschaften versehen. Das Verfahrensspektrum von Aalberts surface treatment umfasst über 40 Verfahren. Schwerpunkte bilden unter anderem Chemisch Nickel, Harteloxal, Polymer- und Zinklamellenbeschichtungen. Einige von ihnen werden nur partiell aufgetragen. Dabei reichen die Möglichkeiten von der wirtschaftlich effizienten Beschichtung von Massenkleinteilen bis hin zu individuellen Lösungen für anspruchsvolle Einzelbauteile. Zusätzlich wird den Kunden ein umfangreiches Sortiment an Prozesschemikalien für die Oberflächentechnik geboten.

LASOX-COAT® bezeichnet ein innovatives Verfahren zur Herstellung von verschleiß- und/oder korrosionsschützenden Oxidschichten auf Aluminium und Titan. Das Besondere an dem Verfahren ist der Einsatz eines Lasers, der in einer Sauerstoff-Atmosphäre auf die Oberfläche des zu bearbeitenden Werkstücks gerichtet wird und diese Bahn für Bahn behandelt. Das Verfahren kommt folglich ohne den Einsatz von Chemie aus. Die auf der Oberfläche eines zu bearbeitenden Aluminium-Bauteils befindlichen Werkstoffelemente beginnen unter dem Einfluss des Lasers zu schmelzen und zu verdampfen, und es entsteht als Ergebnis eine Umwandlungsschicht aus Aluminiumoxid. Legierungspartikel schmelzen und verdampfen unter dem Einfluss des Lasers. Sauerstoffplasma und ein Teil des geschmolzenen Aluminiums reagieren dann zu Aluminiumoxid.
Die Schichtdicke und Rauheit können durch die Wahl der Verfahrensparameter beeinflusst werden. Durch mehrere gleichzeitig eingesetzte Laserstrahlen kann der Beschichtungsprozess proportional beschleunigt werden. Mit diesem selektiven Beschichtungsverfahren lassen sich auch Beschriftungen, einzelne Linien oder komplexe Formen und auch Muster erzeugen. Im Grunde lassen sich mit LASOX-COAT® nahezu alle Aluminium-Legierungen sowie Titan bearbeiten.

Vorteile von LASOX-COAT®
Der große Vorteil des Verfahrens liegt im Verzicht auf Prozesschemikalien. Das LASOX-COAT®-Verfahren bietet zudem partiellen Korrosions- sowie Verschleißschutz. Das auf einer Aluminiumoberfläche erzeugte Aluminiumoxid (Korund) ist sehr beständig und hart und es bilden sich keine Mikroporen in der Oxidschicht.
Ein weiterer Vorteil ist, dass die LASOX-COAT®-Anlage unkompliziert in eine bestehende Fertigungslinie integriert werden kann.

Anwendungsbeispiele von LASOX-COAT®
Mit LASOX-COAT® werden in der Regel Teilflächen eines Werkstücks selektiv beschichtet, welche einen höheren Verschleiß- sowie Korrosionsschutz benötigen. Beispiele sind hier Gehäuseränder, auf denen beim Öffnen und Schließen eine Klappe schlägt, oder das Förderrad einer Pumpe, das partiell verschleißt. Die Laserbeschriftung oder Laserkennzeichnung von Aluminium-Bauteilen, welche der besseren Dokumentation oder Nachverfolgbarkeit dienen, sind ebenfalls häufige Beispiele. Eine weitere Anwendung stellt die lokale Härtung von beispielsweise Chemisch Nickel-Schichten dar, so dass ohne Wärmeeinbringung in den Grundwerkstoff eine selektive Erhöhung der Verschleiß- und Erosionsbeständigkeit erfolgen kann.

Etabliert sind Zinklamellensysteme seit vielen Jahren in allen Industriezweigen anzutreffen. In der Automobilindustrie haben sich insbesondere die Zinklamellensysteme und die galvanischen Zink-Nickel-Überzüge bewährt und bilden mit Abstand die Spitze der eingesetzten Beschichtungsverfahren für Verbindungselemente. Immer mehr Fahrzeughersteller müssen höhere Gewährleistung für Funktionsbauteile von bis zu 12 Jahren im Feld sicherstellen. In anderen Bereichen, wie z.B. Fahrwerkskomponenten / Stanz-Biegeteile, ist auch die kathodische Tauchlackierung (KTL) weit verbreitet. Jedoch kommen insbesondere in exponierten Einbaulagen diese Systeme immer mehr unter Druck, da der Preisvorteil über die Wertschöpfungskette immer häufiger verloren geht aufgrund notwendiger Sekundärmaßnahmen zur Gewährleistung der definierten Lebensdauer im Feld.

In puncto Lebensdauer, Anwendungsbreite, Applikationstechnik und Cost-Performance-Ratio gewinnen Zinklamellensysteme kontinuierlich Marktanteile.

Zinklamellenbeschichtungen sind ohne Prozessrisiken, wie z.B. wasserstoffinduzierte Sprödbruchgefahr, auch auf hochfesten Werkstoffen anwendbar. Zinklamellensysteme sind lackähnlich und enthalten in spezielle Bindemittel dispergierte Pigmente und metallische Plättchen / Lamellen, die aus unterschiedlichen Legierungsbestandteilen zusammengesetzt sein können. Bereits sehr dünne Schichtdicken gewährleisten höchsten Schutz. Je nach Anforderung werden Schichtdicken von 7 – 25 µm appliziert. In vielen Liefervorschriften sind Mindestanteile von 70% Zink und 10% Aluminium gefordert, jedoch kommen heute in Systemen neuerer Generation weitere Legierungsbestandteile hinzu, um insbesondere den Korrosionsschutz weiter zu erhöhen und die Überzugskorrosion / Weißrostbildung deutlich zu reduzieren. Der hohe Anteil metallischer Pigmente in Plättchenform (Lamellen) und die Anwesenheit leitfähiger Bindemittel gewährleisten eine sehr gute kathodische Schutzfunktion und klassifizieren die Schicht somit als anorganischen Überzug. Die meisten Zinklamellensysteme müssen unter Wärme vernetzt werden, je nach Anforderung und Produkt in der Regel bei Temperaturen zwischen 170 – 250°C. Mittlerweile stehen auch leistungsfähige lufttrocknende Systeme zur Verfügung, die sich insbesondere für die Spritzapplikation hervorragend eignen. Temperaturbeständigkeiten im Betrieb können abhängig vom Produkt bis 300°C erfüllt werden, ohne an Korrosionsschutz zu verlieren.

Die Vielzahl an Anforderungen erfordern eine Ergänzung der Zinklamellenüberzüge mit Top-Coats oder Versiegelungen. Der reine Zinklamellenüberzug kann bereits einen sehr hohen Korrosionsschutz sicherstellen, sobald jedoch chemische Beständigkeit oder auch aggressive Klimawechseltests gefordert sind, müssen die Oberflächen mit einer zusätzlichen Deckschicht ergänzt werden. Für die Breite an Anforderungen, auch bei den unterschiedlichen Vorgaben von Reibungszahlen für Gewindeteile, stehen entsprechend spezifizierte Systeme zu Verfügung, um diese standardisierten Anforderungen erfüllen zu können.

Der große Vorteil dieser Technologie liegt auch in den möglichen Kombinationseigenschaften, wie klassischer Duplex-Schichtaufbauten, z.B. ZnNi + TopCoat, um höhere Beständigkeiten im Korrosionsschutz zu erzielen, bessere Reibeigenschaften zu gewährleisten oder Kontaktkorrosion zu vermeiden. NE-Metalle können mit TopCoats beschichtet werden, um bessere Medienbeständigkeiten sicherzustellen oder z.B. höherfeste Aluminiumlegierungen vor interkristallinem Angriff zu schützen.

Die am weitesten verbreitete Verarbeitung von Zinklamellensystemen findet sich in der Verarbeitung von Massenschüttgütern im Tauch-Schleuder-Prozess, z.B. Schrauben, Muttern, Klammern, Clips, Federn, Nieten, Nietmuttern, kleineren Stanz-Biege-Teilen, etc.

Die Ausführung mit Zinklamellenoberflächen für Gestellware wächst kontinuierlich. Dabei werden Bauteile auch mit komplexen Geometrien auf einem Gestell im Tauch-Schleuder- oder Spritzverfahren beschichtet. Der große Vorteil beim Gestell-Tauch-Schleudern besteht darin, dass Bauteile mit Hohlräumen, Hinterschneidungen oder Dopplerflächen prozesssicher komplett beschichtet werden können, bei einer sehr guten Oberflächengüte.

Die Beschichtung von Bauteilen mit besonderen Anforderungen, die partielle Beschichtung oder die Herstellung unterschiedlicher Schichtdicken auf einem Bauteil werden durch modernste, robotergestützte Lackieranlagen ermöglicht. Dabei werden z.B. Bauteile rotierend an robotergeführten Sprühköpfen präzise beschichtet. Beispiel: Bremsscheiben, komplette Radlager oder Komponenten von Elektroaggregaten aus dem e-Mobility-Sektor. Eine möglichst genaue Einhaltung der Schichtdicken in den jeweilig geforderten Bereichen ist mit minimalen Schwankungen prozesssicher abzubilden. So lassen sich auch zum Teil aufwendige Maskierungen vermeiden.

Zinklamellen-Systeme sind besonders attraktiv in der Verbund- und Mischbauweise und eine unerlässliche Oberfläche bei Leichtbaustrategien. Zum einen sind es die unterschiedlichsten Materialpaarungen, die eine große Herausforderung darstellen, um Kontaktkorrosion zu vermeiden. Zum anderen gibt es neue Stahllegierungen, die eine gewichtsreduzierende Bauteilauslegung z.B. im Fahrwerksbereich nur dann möglich machen, wenn ein sicherer aktiver Korrosionsschutz angewendet wird. Im Vergleich ist bei passiven Überzügen eine partielle Beschädigung durch Montage oder im Betrieb durch Steinschlag etc. unbedingt zu vermeiden, da unmittelbar Korrosion entsteht und das Bauteil massiv geschädigt wird.

Zusammenfassend sind die Merkmale von Zinklamellenbeschichtungen wie folgt:

• Dünne Schichten, je nach Anforderung 7 – 25 µm
• Keine Wasserstoffversprödung im Prozess
• Geringstes Wasserstoff-Gefährdungspotential im Betrieb / unter korrosiver Belastung
• Frei von Schwermetallen
• Bester Korrosionsschutz für Leichtbaustrategien
• Einsetzbar auf hochfesten Stählen
• Sehr gute Fernschutzwirkung auch bei partieller Beschädigung
• Prozesssichere Beschichtung von Hohlräumen und Dopplerflächen