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Dynamisches Foto von einem Formel-1-Rennautos in blau, mit Bewegungsunschärfe
Forschung

Wer bremst, verliert.

Diese Motorsportweisheit gilt nicht nur auf der Rennstrecke, sondern auch und vor allem im industriellen Wettbewerb. Wer nicht vorne dabei ist, sortiert sich irgendwann aus oder verschwindet im Mittelmaß. 

Die deutsche Armaturenindustrie kennt diese Weisheit und hält deshalb das Tempo bei der Weiterentwicklung ihrer Unternehmen gleichbleibend hoch.

Reibung, Verschleiß und Schmierung

Technologie auf dem Podest

Das Ergebnis ist u. a. eine anhaltende Technologieführerschaft auch kleinerer Hersteller von Industriearmaturen. In vielen Anwendungsbereichen stehen sie bei der Siegerehrung auf dem Podest, um anschließend schnell wieder auf ihrem Innovations­kurs fortzufahren.

Der Fachverband unterstützt diese Zielsetzung nach ständiger Produktoptimierung mit seinen Initiativen zur Industriellen Gemeinschaftsforschung. Er hilft damit, Ressourcen­schranken zu überwinden und die Wettbewerbsfähigkeit seiner überwiegend mittelständig geprägten Mitgliedsunternehmen zu stärken.

Zu den klassischen Forschungsfeldern der Armaturenindustrie gehören die Oberflächen einer Armatur. Ihre Widerstandskräfte – innen wie außen – gegenüber Einflüssen jeder Art zu erhöhen ist dabei das Ziel. Lösungen für Ober­flächen­behandlungen zur Verbesserung tribologischer Eigenschaften sind aber oft teuer, insbesondere in Verhältnis zu den relativ kleinen Flächen im Armaturenbau. Sie erfordern meist eine aufwendige Vor- und Nachbereitung der Bauteile. Außerdem beeinflussen Oberflächenbehandlungen häufig die chemische Beständigkeit der Oberflächen und schränken dadurch den Anwendungseinsatz ein.

Kompetentes Racing-Team

In diesem Kontext stand das zwischenzeitlich abgeschlossene VDMA Gemeinschafts­forschungsprojekt „Thermisch gespritzte Beschichtungen für den Armaturenbau“. Bei diesem Vorhaben mit der RWTH Aachen und der TU Darmstadt wurden neue Be­schichtungen entwickelt, die für vielfältige Belastungen im Armaturenbau geeignet sind. Durch die Integration von Festschmierstoffen wurde dabei insbesondere das Verschleiß- und Reibungsverhalten deutlich verbessert. So konnte durch die Integration von hexagonalem Bornitrid in speziell entwickelten WC/CoCr-Schichten der Reibwert um 30 Prozent gegenüber der festschmierstofffreien Beschichtung gesenkt werden. Zudem wurde eine Reduktion des Verschleißkoeffizienten von rund 75 Prozent erreicht.

In aggressiven Medien wie Salzsäure sind Festschmierstoffe und Schicht­unregel­mäßigkeiten wie Poren aber bekanntlich kritisch, da das Medium leichter in die Beschichtung gelangt und dort Unterkorrosion initiiert wird. Durch die Verwendung eines neuen Ultrahochgeschwindigkeitsflammspritzverfahrens und einer feineren Partikelfraktion konnte ein ausreichend dichtes Gefüge erzielt werden, das auch in aggressiven Medien beständig bleibt.

Dynamisches Foto von einem Formel-1-Rennautos in gelb, mit Bewegungsunschärfe
Produktoptimierung in der Armature­nindustrie: Wer nicht dabei ist, verliert den Anschluss!

Auf Erfolgskurs bleiben

Von den Ergebnissen „auf schnellen Erfolgskurs gebracht“ soll das Anschlussprojekt „Nachbearbeitung­sarme Feinst­pulver­beschichtungen für den Korrosions- und Verschleiß­schutz im Armaturenbau“ nun die Entwicklung endkonturnaher Beschichtungen von Armaturenbauteilen voranbringen, um kostenintensive Schleif­nachbearbeitungsschritte (z. B. Schleifen, Läppen) zu reduzieren oder ggf. sogar ganz zu vermeiden. 

Auch hier geht es letztlich um eine zusätzliche Reduktion von Reibungsverlusten und Verschleiß, die bei Anwendern geringere Energie- und Prozesskosten verursachen und damit letztlich die Wettbewerbsfähigkeit der Armaturenhersteller verbessern.

Die Verwendung von speziell für Armaturen­bauteile angepassten Verfahrens­varianten des Hoch­geschwindigkeits­flamm­spritzens und damit einhergehende Demonstrator­versuche sollte dabei die Akzeptanz der Beschichtungen bei den Armaturenherstellern und -anwendern erhöhen und somit einen schnellen Transfer in die Armaturen­industrie sicherstellen.

Die Zielflagge winkt den Besten …

Foto des Zieleinlaufs eines Autorennens, der Rennleiter ist von hinten fotografiert, wie er die Zielfahne schwenkt
Foto eines Autorennens, fotografiert von der Zuschauertribüne

… wenn sie am Rennen teilnehmen.

Zielflagge in Sicht?

Bei der Gelegenheit könnten die gewonnenen Projekterkenntnisse und ermittelten Prozessparameter bei den Demonstrator­beschichtungen auch die Grundlage dafür schaffen, dass die beteiligten Armaturenhersteller in Zusammenarbeit mit Pulver­herstellern und ggfs. Lohnbeschichtern das sehr anspruchsvolle Handling von hoch­entwickelten Feinstpulvern beim Thermischen Spritzen beherrschen, um eigen­ständig und zeitnah entsprechende Beschichtungen auf den Markt zu bringen. 

Das brächte technologischen Vorsprung. Die Zielflagge würde ihnen wieder mal als Erste winken. 

Fazit: Wer nicht dabei ist, verliert den Anschluss! Ähnlich wie beim Bremsen.