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Tuesday, September 14, 2021, Saal Essen 2:00 PM DVS CAMPUS - Lichbogenverfahren - Drei Ansätze |
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Tandem PPA - Leistungssteigerung und beanspruchungsgerechte Beschichtungen |
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Gökhan Ertugrul* / Technische Universität Chemnitz
Professur Schweißtechnik, D André Hälsig / TU Chemnitz Professur Schweißtechnik, D Mario Kusch/ TU Chemnitz Professur Schweißtechnik, D Lars Ohlensehlen/ Plasmastar GmbH, D |
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Plasma Pulver Auftragsschweißen (PPA) ist eine Methode, die aktuell eine große Rolle für die effiziente Bauteilbeschichtung einnimmt. Neben diesem klassischen Einsatz werden die verfahrens-technischen Vorteile, wie der freien Integrierung und Mischung vielfältiger Zusatzwerkstoffe sowie der weitgehend unabhängigen Werkstoffzufuhr im Verhältnis zum Energieeintrag stetig mehr in dem Bereich der additiven Fertigung transferiert. Dabei spielen neben wirtschaftlichen Aspekten auch geometrische und werkstoffliche Faktoren eine große Rolle. Marktgetrieben stellt sich zunehmend die Herausforderung, eine effiziente, leistungsfähige und sichere Beschichtung von geometrisch komple-xen sowie werkstofflich flexiblen Bauteilen zu realisieren sowie die Auftragsrate zu steigern. Durch die gezielte Kopplung zweier Plasmapulverauftragsschweißsysteme zu einem Tandem PPA-System wurden die geforderten Aufgaben erfüllt. Dabei sind beide PPA-Systeme so angeordnet, dass sie in ein gemeinsames Schmelzbad wirken. So konnte im gleichen Zeitraum eine um 140 % größere Fläche beschichtet werden, wenn das Tandem PPA-System anstatt ein Einzelbrenner mit Strichraupentechnik verwendet wurde. Ferner konnten Freiformgeometrien und Bauteilkanten mit höchster Konturtreue beschichtet werden, da die Leistungs-einbringung der Einzelbrenner zielgereichtet angepasst werden kann. Dadurch konnten Bauteile vollständig ohne Verrundungen der Außenkante beschichtet werden und somit eine Kantennachbear-beitung entfallen. Zugleich konnten bis zu vier unterschiedliche Pulver verschiedener Art und Typ sowie vielfältige Pulverfraktionen innerhalb einer Schicht kombiniert bzw. lokal definiert appliziert werden. Dies ermög-lichte eine gezielte Anpassung lokaler Eigenschaften (Gefügeausbildung, mechanisch-technologische Eigenschaften, Porosität, usw.) an die vorliegende Beanspruchung. Durch den Wechsel der Brenner-anordnung von parallel zu sequentiell (hintereinander) wurde es beispielsweise möglich temperatur-sensible Zusatzwerkstoffe, wie Wolframcarbid, mit einer um 70 % reduzierten Aufschmelzung einzu-bringen sowie das Absinken dieser Partikel fast zu vermeiden. |