Galvanoformung von Erosionsschutzschichten

Zunächst wurde die Galvano Pro GmbH wurde kurz vorgestellt. Sie ist auf die galvanische Herstellung und Entwicklung maßgeschneiderter Erosionsschichten vorrangig für Windenergieerzeugungsanlagen und Flugzeugbauteilen spezialisiert. Der additive Fertigungsprozess basiert auf Galvanoformungsprozessen, die eine erstaunliche Freiheit in Bezug auf Form und Reproduzierbarkeit bietet. Das Verfahren ermöglicht komplexe, dünnwandige Bauteile mit außergewöhnlichen Materialeigenschaften herzustellen. Die Erosionsschutzschichten sind die perfekte Ergänzung zu den Faserverbundstrukturen.

Ausgehend von der allgemeinen Verfahrensbeschreibung zeigte der Referent Möglichkeiten und Grenzen des Verfahrens am Beispiel von Erosionsschutzteilen für Windenergieerzeugungsanlagen auf. Solche Bauteile sind allgemein Rotoren, Propeller, Flügel sowie Turbinenbauteile. Andreas Schulz zeigte an Bauteilen Erosionsschäden an besonders gefährdeten Stellen und somit die Notwendigkeit von Nickel-Kobalt (NiCo)-Legierungsschutzschichten. Besonders Partikel in der Luft, hohe Luftgeschwindigkeit und Regentropfen führen zur Erosion an der Vorderkante, wie am Rotor einer Windkraftanlage zu sehen war. Ersichtlich wird der Materialabtrag durch Zunahme des Geräuschpegels und eine Abnahme der Leistung. Ein Regenerosionsprüfstand mit hoher Regensimulationsgeschwindigkeit bis zu 140 m/s wurde vorgestellt.

Auch die Erosion durch Blitzeinschläge wurde angesprochen. Um eine gute Ableitung der Blitzenergie zu erreichen, ist eine gute Verklebung der Erosionsschutzschicht mit dem faserverstärkten Grundmaterial erforderlich. Deshalb wird die Innenseite der NiCo-Schutzkappe mittels Sandstrahlen aufgeraut. Die durch Galvanoformung hergestellten Nickel-Kobalt-Schichten mit mikrokristalliner Struktur (Korngröße ca. 20 bis 30 nm) werden je nach Kundenwunsch zwischen 0,1 und 2 mm Dicke auf der Katode, sogenannte Stempel, formgetreu zum Original abgeschieden. Nach dem Trennprozess erfolgt im Anschluss eine mechanische Politur bis zur Spiegelglanzqualität. Erste Laborversuche, derartige Erosionsschutzschichten mittels metallischen 3D-Druck herzustellen, brachten bisher nicht die benötigten Materialeigenschaften. Auf diesem Gebiet sind weitere Anstrengungen erforderlich, die von der Galvano Pro GmbH nicht im Alleingang gelöst werden können. In der anschließenden Diskussion wurden solche Probleme wie:

• Zeitpunkt des Auswechselns der Erosionsschutzkappe
• Probleme beim Trennen der Schicht vom Originalteil
• Wurde im 3D-Druck die gleiche Nickel-Kobalt-Legierung erzeugt?
• Materialart des Stempels, damit gutes Ablösen der Schicht möglich ist

Nach einer sehr ausführlichen und anregenden Diskussion beendete Andreas Schulz seinen Vortrag. Ihm wurde vom DGO-Bezirksgruppenleiter Mathias Fritz recht herzlich gedankt. M. Fritz wies daruaf hin, dass die nächste Veranstaltung im November die Gestelltechnik behandelt. 

Autor: Dr. Peter Kutzschbach