Innovative funktionale Stahlbandwerkstoffe durch kontinuierliche Laser-Oberflächenbehandlung

BMBF-Verbundprojekt OSLO erforscht eine Funktionalisierung von Stahlbandwerkstoffen auf Basis preisgünstiger ferritischer Stähle mit einer Laser-Oberflächenbehandlung in einem kontinuierlichen Inline-Breitbandprozess.

Bandpilotanlage TKSE für neuartige Oberflächentechnologien ©ThyssenKrupp Steel Europe AG

03.11.14

BMBF-Verbundprojekt OSLO

Funktionale Stahlbandwerkstoffe mit z. B. hoher Korrosionsbeständigkeit oder dekorativen Eigenschaften wie einer hochwertigen Oberflächenanmutung sind wichtige Ausgangsmaterialien vieler Anwendungen. Ihre Herstellung mit konventionellen Prozessen ist jedoch teuer und ressourcenintensiv.

In dem kürzlich gestarteten Verbundprojekt „Oberflächenfunktionalisierte Stahlbandwerkstoffe mittels Laser-Oberflächenbehandlung im kontinuierlichen Breitbandprozess (OSLO)“ soll eine Funktionalisierung von Stahlbandwerkstoffen auf Basis preisgünstiger ferritischer Stähle mit einer Laser-Oberflächenbehandlung in einem kontinuierlichen Inline-Breitbandprozess erforscht werden.

Die funktionalen Eigenschaften der Oberflächen sollen hier durch Einlegieren bzw. Umschmelzen geeigneter, in vorlaufenden Produktionsprozessen aufgebrachter, Oberflächenschichten erreicht werden, indem die Schichtsysteme mit dem Laser über die Bandbreite homogen eingeschmolzen werden. Im Gegensatz zu z. B. konventionellen Ofenprozessen ist der vorgestellte Prozessansatz besonders attraktiv, da die eingebrachte Energie nur im Bereich der Oberfläche eingebracht und nicht zur Durchwärmung des gesamten Bandes aufgebracht wird.

In dem Projekt soll dafür ein Laser mit einer für den Bearbeitungsprozess erforderlichen Leistung von 35 kW für eine 300 mm Demonstratoranlage unter produktionsnahen Bedingungen realisiert werden. Entscheidend ist dabei das Erreichen einer produktionstauglichen Prozessgeschwindigkeit (min. 50 m/min) bei Bandbreiten ab 300 mm. Innerhalb des Projektes sollen die Technologien vom Labor über die Demonstration in einer existierenden Pilotanlage an die spätere Serienproduktion in Deutschland herangeführt werden.

Die ThyssenKrupp Steel Europe AG bearbeitet im Projekt als größter deutscher Stahlhersteller die Themen des Oberflächen-Designs und der Realisierung der neuartigen oberflächenmodifizierten Stahlbandwerkstoffe inklusive der zugehörigen Anlagentechnik. Das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) bearbeitet grundlegende Werkstoff- und Fertigungsfragen im Zusammenhang mit den Laser-Oberflächenbehandlungsprozessen. Die LIMO Lissotschenko Mikrooptik GmbH ist als Entwickler und Hersteller des Halbleiterlasers mit anwendungsangepasster, linienförmiger Strahlgeometrie im Projekt beteiligt.

Die Verwertung der Projektergebnisse soll im Erfolgsfall durch Skalierung auf den industriellen Produktionsmaßstab erfolgen. Neuartige oberflächenfunktionalisierte Feinbleche bedeuten einen Wettbewerbsvorsprung und sind daher für die strategische Positionierung von TKSE am Weltmarkt von großem Interesse. LIMO plant seine Stellung als Hersteller von Laseranlagen auszubauen und möchte sich nachhaltig als Zulieferer für die Stahlindustrie positionieren.

Das Verbundprojekt OSLO wird durch das BMBF im Rahmen der Initiative „Die Basis der Photonik: funktionale Oberflächen und Schichten“ gefördert. Das Projekt ist Anfang November 2014 gestartet und wird über eine Laufzeit von drei Jahren mit 3,2 Millionen Euro gefördert.

Fußzeile

  • ResearchGATE's
  • Mister Wong
  • LinkaARENA
  • google.com
  • Webnews
  • YiggIt
  • Folkd