Laserreparatur statt Neubau

Im Wettlauf gegen die Zeit haben sich die Spezialisten der niederländischen Stork Gears & Services BV, Rotterdam, unter anderem in der Schifffahrt-, Petrochemie-, Wind- und Stahlindustrie weltweit einen Namen gemacht. Die Reparatur-Experten von Stork setzen beschädigte oder ausgefallene Komponenten von Getrieben und zugehörigen Antrieben schnellstmöglich instand oder übernehmen deren Um- oder Neubau. Im Notfall sind die Ingenieure sogar binnen Tagesfrist vor Ort. Als bewährte Technologie wird bei diesen Arbeiten Laserauftragsschweißen eingesetzt, um Verschleiß und unerwünschter Materialveränderung vorzubeugen.

Bei monatlich mehr als 20 Getriebereparaturen oder -modifikationen setzt das Team um Jelmer Brugman, Leiter der Abteilung Laserbeschichtung bei Stork, erfolgreich auf das Laserauftragsschweißen. In rund zehn Prozent der Anwendungsfälle können jedoch schwer zugängliche Innenflächen mit den gängigen Optiken nicht bearbeitet werden. Bis vor gut einem Jahr war hier ein Neubau der beschädigten Teile unabwendbar. Die Lösung bietet iClad, eine Innenbearbeitungsoptik für Durchmesser ab 26 mm und eine Tiefe bis zu 600 mm, die von der Pallas GmbH entwickelt wurde. Mit dem Einsatz dieser neuartigen Optik erschlossen die Niederländer neue Möglichkeiten zur Reparatur kritischer Teile. Verglichen mit dem in diesen Fällen bisher unvermeidbaren Aufwand einer Neuanfertigung bedeutet diese Technologie eine Zeitersparnis von mehreren Wochen.

In der Schifffahrtsindustrie, in Kraftwerken, Windanlagen oder Flugzeugturbinen müssen Zahnräder und Getriebe unter schwersten Bedingungen langfristig verlässlich arbeiten. Korrosion, Abrasion und Erosion belasten diese Antriebe in zahlreichen Branchen. Dadurch ausgelöste Zahnradbrüche oder -beschädigungen verursachen ungeplante Standzeiten oder führen schlimmstenfalls sogar zum Totalausfall. Zur vorbeugenden Instandhaltung, Überarbeitung oder Ausbesserung stark beanspruchter Getriebe wendet Stork Gears & Services seit einem Jahr die neue Innenbearbeitungsoptik iClad erfolgreich an. Sowohl beschädigte als auch neue Komponenten können mit dem 2kW-starken Diodenlaser bei geringem Verzug optimal beschichtet werden. Die Oberfläche des Bauteils und das per Düse aufgetragene Pulver werden dabei geschmolzen und metallurgisch mit minimaler Aufmischung miteinander verbunden. Die bislang verfügbaren Optiken waren aber lediglich ab einem Öffnungsdurchmesser von mindestens 100 mm einsetzbar oder beschränkten die Bearbeitung auf frei zugängliche Flächen.

Die von der Pallas GmbH, Würselen bei Aachen, zusammen mit dem Fraunhofer Institut für Lasertechnik (ILT) entwickelte Optik kann ab einem Durchmesser von 26 mm bis zu einer Tiefe von 600 mm für das gesamte Spektrum der Laserauftragbeschichtung angewendet werden. Ob Legieren, Härten oder Beschichten – selbst auf kleinstem Raum erfüllt iClad anspruchsvollste Oberflächenbearbeitungen. Alle Optiken umfassen drei Module: Düse, Hauptkörper und Faseraufnahme. Das kompakte Gehäuse beinhaltet alle notwendigen Baugruppen für Strahlführung und -formung sowie die Zuleitung der Prozessmedien. Der stark beanspruchte Strahlengang wird kontinuierlich mit Schutzgas gespült. Eine Überhitzung der optischen Komponenten wird durch eine aktive Wasserkühlung verhindert. Der interne Optikschutz beugt Verunreinigung oder Beschädigung durch Partikelablagerung vor. Für Jelmer Brugman bietet das Laserauftragschweißen mit iClad deshalb signifikante Vorteile: Hochbelastete Bereiche kritischer Bauteile, die bisher nicht erreichbar waren, können durch die neue Innenbearbeitungsoptik mit einer auf die jeweilige Belastung ausgelegten Beschichtung optimiert oder wieder in Stand gesetzt werden.

Als einer der ersten industriellen Großanwender setzte Stork Gears & Services die neu entwickelte Innenbearbeitungsoptik, einen Prototyp von iClad mit integrierter Kollimation als Sonderausstattung, ein. Dabei handelt es sich um eine feststehende 42er-Optik mit einer Bearbeitungstiefe von 500 mm zur Beschichtung von 50 mm-Bohrungen. Die gute Zusammenarbeit zwischen Pallas und Stork zeigte sich schließlich auch bei der erforderlichen Anpassung an den vorhandenen Diodenlaser. Neben Zahnrädern und Kupplungen werden auch Getriebegehäuse mit der neuen Technik bearbeitet.

Bei Stork fallen durchschnittlich drei Gehäusereparaturen pro Monat an. Einteilige Gehäuseausführungen machten eine Innenbearbeitung mit der bisher bei Stork im Bereich Laserauftragsschweißen eingesetzten Standardoptik unmöglich. Die Alternative Herstellung eines komplett neuen Gehäuses, dauerte vor dem Einsatz von iClad mehrere Wochen. Die filigrane Innenbearbeitungsoptik ermöglicht durch die Reparatur des beschädigten Getriebegehäuses nun eine entsprechende Zeitersparnis und damit eine marktrelevante Verkürzung der Stillstandszeiten. „Für unsere Kunden ist Zeit der wichtigste Faktor“, weiß Jelmer Brugman. Nachrangig beurteilen die Kunden dagegen die mit der Reparatur verbundene Kostenreduktion. Rund 20 Einsätze – vorwiegend anspruchsvolle Einzelprojekte, also keine Serienfertigungen – hat Stork bereits mit iClad erfolgreich gelöst. Dabei bewährte sich die Technologie sowohl für Instandsetzungen als auch beim Bau neuer Komponenten. Bereits das erste Einsatzjahr der kleinen Optik zur Innenbearbeitung enger Hohlräume bedeutet eine signifikante Erweiterung des Leistungsspektrums von Stork. Bislang unerreichbare Oberflächen und Strukturen kritischer Komponenten werden nun durch gezielte Beschichtung für ihren verschleißintensiven Alltag in kürzester Zeit gewappnet.

www.pallaskg.de

www.stork.com/gears