Robotergestützte, endkonturnahe Beschichtungkomplexer Oberflächen mit thermischgespritzten WC-basierten Verschleißschutzschichten

Thermisches Spritzen wird vielfach zum Verschleißschutz von Oberflächen eingesetzt, die hohen mechanischen Beanspruchungen unterliegen. Der Beschichtungsprozess wird dabei üblicherweise unter Verwendung von Industrierobotern durchgeführt und gilt bei einfachen bis mäßig komplexen Bauteilgeometrien hinsichtlich der Prozessführung sowie der erzielten Schichtqualität als gut beherrscht. In der industriellen Praxis haben jedoch die eingesetzten und verschleißbeanspruchten Oberflächen wie von Werkzeugen oft eine komplexe bzw. freigeformte Geometrie, für die sich Beschichtungsstrategien nicht unmittelbar generieren oder ableiten lassen. Das endkonturnahe Beschichten solcher komplexerer Oberflächen stellt hohe Anforderungen an die Prozessführung beim thermischen Spritzen sowie an die damit verbundenen Bahnplanung für das Robotersystem, um gleichmäßige Schichtdicken und Gefügestrukturen sowie konstante Schichteigenschaften zu erzielen. Im Rahmen dieser Studie wurde das endkonturnahe Beschichten komplexer regelgeometrischer Bauteile unter Einsatz eines Roboters und verschiedener Beschichtungsverfahren wie dem Atmosphärischen Plasmaspritzen (APS), Lichtbogenspritzen (LiBo), sowie dem Hochgeschwindigkeitsflammspritzen (HVOF) unter Einsatz feiner Pulver untersucht. Hierzu wurden mittels Offlineprogrammierung zwei verschiedene Bahnstrategien generiert und hinsichtlich ihrer Eignung im Beschichtungsprozess erprobt. Schwerpunkt bildete dabei die Analyse des Anstellwinkels und der Verfahrgeschwindigkeit des Brenners sowie deren Einfluss auf die Schichteigenschaften.