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  PRESSE-INFO (September 2000)
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Funktionale Oberflächen als Wettbewerbsvorteil:

Technischer Vorsprung durch Thermisches Spritzen

Während sich der ohnehin schon rasante Fortschritt von Wissenschaft und Technik weiter beschleunigt, sehen sich Unternehmen im Zeitalter der Globalisierung einem immer schärferen, grenzüberschreitenden Wettbewerb ausgesetzt. Unter diesen Bedingungen ist Stillstand gleichbedeutend mit Rückschritt. Dauerhafter Erfolg erfordert heute einen kontinuierlichen Verbesserungsprozess, der sich neben Strategie und Organisation vor allem auf die Technologie bezieht. Hier spielen funktionale Oberflächen oft eine Schlüsselrolle. Das äußerst vielseitige Beschichtungsverfahren des Thermischen Spritzens ermöglicht eine optimale Abstimmung der Schichteigenschaften auf die jeweilige Anwendung. Längere Standzeiten, höhere Produktivität, geringere Kosten, größere Zuverlässigkeit und umweltfreundlichere Lösungen sind einige der wünschenswerten Ergebnisse, die sich auf diese Weise erzielen lassen.

Die Firma Terolab Services Germany GmbH, früher Bernex GmbH, behauptet sich nicht nur selbst im internationalen Vergleich, sondern verschafft mittels innovativer Oberflächentechnologie auch so manchem Kunden den entscheidenden Vorsprung im Markt.

Dank über 40 Jahren Erfahrung, ergänzt durch fortwährende, intensive Forschungsarbeit, kann das Unternehmen bei thermischen Beschichtungen heute auf ein umfangreiches Know-how zurückgreifen. Dieses Wissen setzt es in verschiedensten Branchen ein, von der Druck- und Textilindustrie über die Automobil-, Transport-, Stahl-, Energie-Industrie bis hin zur Wehrtechnik und Chemischen Industrie. So schützen thermisch gespritzte Schichten etwa Gasturbinenschaufeln gegen Verschleiß, Korrosion und Oxidation. Eine besonders intelligente Lösung aus dem Maschinenbau stellen verschleißbeständige Hydraulikkolbenstangen mit integriertem Längenmess-Sensor dar.

Thermische Beschichtung von Gasturbinen-Bauteilen:
Höhere Standzeiten und Kosten sparende Reparatur

Bei stationären und fliegenden Gasturbinen entfallen heute rund 20% der Herstellungskosten auf die Turbinenschaufeln. Entsprechend groß ist das Interesse, ihre Lebensdauer zu verlängern. Die Terolab Services Germany GmbH erhöht die Standzeiten der teuren Bauteile mit Hilfe thermisch gespritzter Schutzschichten. Das in Langenfeld zwischen Düsseldorf und Köln angesiedelte Unternehmen hat viel Forschungsarbeit investiert, um für jeden Einsatzbereich die ideale Schichtzusammensetzung und das optimale Auftragsverfahren zu finden.

„Verschleißschutzschichten aus Wolfram- oder Chromkarbid steigern die Widerstandsfähigkeit von Turbinenschaufeln gegen Festkörper- und Tropfenschlagerosion erheblich“, berichtet Alfred Werner, der im Betrieb für Werkstoffe und Qualität verantwortlich ist. „Diese Überzüge werden durch Hochgeschwindigkeitsflammspritzen (HGFS) erzeugt. Dank der relativ niedrigen Spritztemperatur von 2.700 ºC bleiben die günstigen Eigenschaften der Karbide dabei weitgehend erhalten.“ Da die Spritzpartikel mit einer sehr hohen Geschwindigkeit von 400 bis 700 m/s auf dem Grundwerkstoff auftreffen, ergeben sich dichte Schichten mit hoher Härte, geringer Porosität und optimaler Haftfestigkeit. Durch anschließendes Diamantschleifen sind sehr niedrige Rauhigkeitswerte zu erreichen.

Zur Herstellung von Wärmedämmschichten bei hohen Arbeitstemperaturen bis zu 1.050 ºC eignet sich Zirkonoxid mit Stabilisierungszusätzen aus Magnesium- oder Yttriumoxid. Neben der guten thermischen Isolierung zeichnen sich diese Schichten durch eine hervorragende Thermoschockbeständigkeit aus. Hier kommt das Plasmaspritzverfahren zur Anwendung, mit dem alle metallischen und keramischen Werkstoffe verarbeitbar sind. Aufgrund der hohen Temperaturen von rund 20.000 ºC im Plasmastrahl lassen sich auch hochschmelzende Pulver wie Zirkonoxid spritzen. Das Substrat bleibt bei der Beschichtung dennoch relativ kalt. Zusätzliche Luft- oder CO2-Kühlung verhindert zuverlässig einen Temperaturverzug. Atmosphärisch plasmagespritzte Schichten (APS) weichen dabei heute zunehmend den vakuumplasmagespritzten Schichten (VPS).

„Sie haben sich als noch oxidärmer, dichter und haftfester erwiesen“, erklärt Alfred Werner. Neben der hohen Qualität besteht ein weiterer Vorteil plasmagespritzter Schichten in ihrer mehrfachen Regenerierbarkeit – ein entscheidender Punkt bei teuren Werkstücken wie etwa Flammrohren für stationäre Gasturbinen, deren Innenseite eine Wärmedämmschicht aus Zirkonoxid schützt.

Pioniergeist in Technologie und Qualitätsmanagement

Auf die Reparatur von verschlissenen Bauteilen entfallen jedoch nur etwa 5 % des Umsatzes der Terolab Services Germany GmbH. Den mit jeweils knapp 50 % weitaus größten Teil machen Beschichtungen selbst gefertigter oder vom Kunden gelieferter Neuteile aus. Das war nicht immer so: Als das 1959 unter dem Namen Gebr. Nussbaum gegründete Unternehmen im Jahre 1964 die erste Plasmaspritzanlage Europas erwarb, beschränkte sich deren Einsatzgebiet noch vollständig auf den Bereich der Instandsetzung. Auch der Kundenkreis des Langenfelder Unternehmens hat sich im Laufe der Jahrzehnte stark gewandelt. Lag der Schwerpunkt anfangs deutlich auf der Wehrtechnik, so trat in den achtziger Jahren ein starkes Wachstum der zivilen Anwendungen bis auf heute rund 80 % des Umsatzes ein. „Bei Einführung der Hochgeschwindigkeitsflammspritztechnik waren wir erneut unter den Pionieren“, erinnert sich Geschäftsführer Kurt Ebert, der 1985 die deutschlandweit erste serienmäßig laufende HGFS-Anlage installieren ließ. 1992 unterzog sich die Bernex GmbH als erster Spritzbetrieb in Deutschland der Zertifizierung nach DIN ISO 9001.

„Dieses Audit war als einziges in allen Branchen anerkannt, aus denen sich unser Kundenkreis zusammensetzt“, erklärt Kurt Ebert. „Außerdem half es uns, im benachbarten Ausland Kontakte zu knüpfen.“

1998 gliederte sich das Unternehmen in die neu gegründete internationale Gruppe Terolab Services, im Besitz von Christopher Wasserman, ein. Unter dem Dach der in Lausanne sitzenden Holding sind neben der Terolab Services Germany GmbH zwei Spritzbetriebe in Frankreich und einer in Österreich vereinigt. Gemeinsam erreichen sie einen jährlichen Umsatz von ca. 20 Mio. Euro. Den stärksten Standort bildet mit rund 100 Mitarbeitern und etwa 25 Mio. DM Jahresumsatz die Terolab Services Germany GmbH. Unter den deutschen Spritzbetrieben findet sie sich damit auf Platz 2, weltweit auf Platz 3.

„Unser Ziel ist es, Marktführer in Europa zu werden“, erklärt Kurt Ebert. „Dabei setzen wir auf eine möglichst flache Hierarchie und autonomes Profit-Center-Denken in unseren vier Hauptproduktgruppen.“ Die Produktmanager der Bereiche Druck und Papier, Maschinenbau, Automobilindustrie sowie Wehrtechnik sind ergebnisverantwortlich und handeln damit als Unternehmer im Unternehmen. Durch Profit Sharing ist jeder Mitarbeiter direkt am Firmenerfolg beteiligt. „Das wirkt sehr motivierend“, stellt der Geschäftsführer fest. „Aber natürlich nur, wenn auch die anderen Faktoren stimmen: von den Arbeitsplatz-, Gesundheits- und Sicherheitsbedingungen über flexible Arbeitszeiten bis hin zur gezielten Förderung und Weiterbildung der Mitarbeiter.“

Vom Synchronring bis zur Druckwalze:
die optimale Schicht für jede Anwendung

Die größten Umsätze erzielt derzeit der Bereich Maschinenbau. Hier werden thermisch beschichtete Kolben und Kolbenstangen, Wellenschutzhülsen, Gleitringe etc. in meist großen Serien produziert oder regeneriert. Die traditionsreiche wehrtechnische Fertigung, für die das Unternehmen sich bereits Mitte der siebziger Jahre durch NATO und BWB nach AQA P4 zertifizieren ließ, konzentriert sich vor allem auf Laufrollen und Leiträder für Kettenfahrzeuge. Für Automobile stellt der Langenfelder Betrieb, dem Ford 1991 die Qualitätsauszeichnung Q1 erteilte, unter anderem sehr langlebige Synchronringe und Kupplungsfedern her. Sie werden im wirtschaftlichen Drahtflammspritzverfahren mit Molybdän beschichtet. „Wir liefern auch Antriebswellen für Rennwagen der Formel 1 und der World Rallye Championship“, erklärt Heinz J. Wingender, Produktmanager Automobiltechnik. „Das beweist anschaulich, dass unsere thermischen Spritzschichten auch extremen Belastungen standhalten.“

Die Druck- und Papierindustrie bezieht von Terolab Services neben allgemeinen Maschinenbauteilen verschiedenste Walzen. Ihre Beschichtungen sind optimal auf die jeweilige Anwendung abgestimmt. Farbduktoren etwa erhalten plasmagespritzte Chromoxidschichten, die eine hohe Härte von 1.400 bis 1.800 HV 0,1 und eine sehr gute chemische Beständigkeit aufweisen. Ein neuer, branchenübergreifender Markt eröffnet sich dem Plasmaspritzen im Ersatz der bisher üblichen galvanischen Hartchromschichten; denn thermisch gespritzte Aluminium- und Chromoxidschichten sind nicht nur umweltfreundlicher, sondern auch härter.

Wachstum durch Innovation:
Hydraulikkolbenstangen mit integriertem
Längenmess-Sensor

In der Unternehmensstrategie der Terolab Services Germany GmbH nimmt die systematische Suche nach Wachstumsmöglichkeiten eine zentrale Position ein. Hohen Stellenwert haben daher Forschung und Entwicklung, sowohl in eigener Regie als auch in Zusammenarbeit mit anderen Firmen und wissenschaftlichen Einrichtungen. So konstruierte der Spritzbetrieb in Kooperation mit einem Hersteller digitaler Mess-Systeme Hydraulikkolbenstangen mit integriertem Längenmess-Sensor. In die Oberfläche des Grundkörpers aus ferritischem Stahl ist eine Art Gewinde eingeschnitten, dessen „Täler“ durch Thermisches Spritzen mit Edelstahl gefüllt werden. Den Abschluss bildet eine verschleißbeständige Spritzschicht aus Chromkarbidnickelchrom. Bringt man nun ein magnetisches Abtastsystem so an, dass sich die Kolbenstange in konstantem Abstand zu ihm hin und her bewegt, führt der Wechsel zwischen den magnetischen Stegen und den mit nicht magnetischem Material gefüllten Nuten zu sinusförmigen Spannungen der Abtastelemente. Durch elektronische Auswertung lässt sich nun zu jedem Zeitpunkt die exakte Position der Kolbenstange bestimmen, deren Bewegungsablauf somit vollautomatisch gesteuert werden kann. „Aufgrund des magnetischen Messprinzips sind die kompakten - und dadurch Platz sparenden - Sensoren unempfindlich gegen hohe Beschleunigungen und Krafteinwirkungen sowie gegen Verschmutzung, Schock und Vibration“, erläutert Alfred Werner.

„Sie arbeiten zuverlässig in einem sehr großen Temperaturbereich bei einer Auflösung bis zu 1/100 mm.“

Internationale Anerkennung durch GTS-Zertifikat

Technischer Fortschritt allein ist aber nicht genug. Um potenzielle Kunden von innovativer Technologie zu überzeugen, gilt es zunächst sie zu informieren. Deshalb unterstützt Terolab Services unter anderem das Expo-2000-Projekt HIPERCOAT, in dessen Rahmen die Universität Dortmund und die Rheinisch Westfälisch Technische Hochschule Aachen einem breiten Publikum moderne Be- und Entschichtungstechnologien vorstellen. Das Thermische Spritzen mit seinen zahlreichen Einsatzmöglichkeiten bekannt zu machen, ist auch Ziel der GTS Gemeinschaft Thermisches Spritzen e.V., eines Zusammenschlusses von rund 124 Anwendern und Förderern dieses vielseitigen Verfahrens. Die Mitgliedsfirmen, unter ihnen Terolab Services, profitieren von den Synergieeffekten: „Die GTS leistet mit ihrer Öffentlichkeitsarbeit einen wichtigen Beitrag zur Profilierung thermischer Spritzverfahren“, ist Kurt Ebert überzeugt. Darüber hinaus setzt sich die Interessenvereinigung für die Durchsetzung eines gleich nach ihrer Gründung im Jahre 1992 geschaffenen, geschützten Qualiltätssiegels ein, das mehr und mehr an internationaler Bedeutung gewinnt. Diese zusätzliche Personen- und Produktmittelprüfung geht weit über die Anforderungen der allgemeinen DIN ISO 9001 hinaus. Die Terolab Services Germany GmbH absolvierte sie im Sommer 1999. „Für uns bedeutete die Zertifizierung nach GTS QM RL keinen allzu großen Aufwand“, berichtet Kurt Ebert. „Wir haben unsere Spritzer schon in den achtziger Jahren intern praktisch und theoretisch ausgebildet.

“Seit Ende 1999 bietet die Schweißtechnische Lehr- und Versuchsanstalt SLV München erstmalig eine formalisierte Ausbildung in diesem Bereich an. Und wieder ist der Langenfelder Spritzbetrieb ganz vorne dabei: Als erste Firma unterzog Terolab Services ihre Fachleute der Ausbildung zum „Europäischen Thermischen Spritzer“. Ein weiterer Pluspunkt im internationalen Vergleich.

Autorin: Simone Arends

 

Weitere Informationen sind erhältlich bei

GTS Gemeinschaft Thermisches Spritzen e.V.
Werner Krömmer
c/o Linde AG, Geschäftsbereich Linde Gas
Carl-von-Linde-Str. 25, D-85716 Unterschleißheim
per Fax: +49-(0)89-31001-5364
per E-Mail: info@gts-ev.de
Internet: www.gts-ev.de

TLS Terolab Services Germany GmbH
per Fax: 0 21 73 / 79 91 20
per E-Mail: m.wewel@terolabservices.com
Im Internet unter: www.terolabervices.com

 

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