Diodenlaserbasierte Beschichtungen reduzieren Bremsstaub
Von Laserline entwickeltes Verfahren ermöglicht Einhaltung der Norm Euro 7 – bei Prozesszeiten von unter einer Minute.
Um der Gesundheitsgefährdung durch Feinstaub entgegenzuwirken, legt die EU in der KFZ-Emissionsnorm Euro 7 erstmals auch konkrete Grenzwerte für die Bremsstaubentwicklung fest. Diodenlaserbasierte Hartstoffbeschichtungen ermöglichen die sichere Einhaltung aller Vorgaben und reduzieren Bremsstäube mit Partikelgröße von maximal PM10 um bis zu neunzig Prozent. Das von Laserline zur Serienreife entwickelte Beschichtungsverfahren ermöglicht für alle Marktsegmente eine kostensensible Massenfertigung.
Die Feinstaubemissionen des Straßenverkehrs gehen nicht nur auf Verbrennungsmotoren, sondern zu etwa einem Viertel auf den Abrieb von Bremsen zurück. Im Entwurf der KFZ-Emissionsnorm Euro 7, die 2025 in Kraft treten soll, trägt die EU-Kommission dieser Tatsache Rechnung und legt erstmals konkrete Grenzwerte für die Partikelemissionen von Bremssystemen fest. Sie gelten ausnahmslos auch für Elektrofahrzeuge, die dadurch erstmals von den EU-Regularien zur Schadstoffemission von Kraftfahrzeugen betroffen sind. Automobilhersteller stehen damit vor der Herausforderung, die Partikelemissionen von Bremssystemen deutlich zu verringern.
Eine der effektivsten Maßnahmen zur Reduktion der Bremsstaubemissionen besteht darin, KFZ-Bremsscheiben mit diodenlaserbasierten Hartstoffbeschichtungen zu versehen, die langfristigen Abrasions- und Korrosionsschutz bieten. Die bremsprozessinduzierte Menge gesundheitsgefährdender Feinstäube mit Partikelgröße von maximal zehn Mikrometer lässt sich dadurch um bis zu neunzig Prozent reduzieren. Die Emissionsvorgaben der Euro 7, die voraussichtlich bei sieben Milligramm Feinstaub je Kilometer liegen werden, lassen sich damit sicher einhalten. Für die Realisierung solcher Beschichtungen muss der marktübliche Graugusswerkstoff der Bremsscheiben ebenso wenig angepasst werden wie die klassischen Produktionsverfahren. Der Beschichtungsauftrag erfolgt nach Fertigstellung der eigentlichen Bremsscheibe und stellt nur einen ergänzenden Produktionsschritt dar.
Das Unternehmen Laserline hat den Prozessaufbau dieses Verfahrens gemeinsam mit seinen Technologiepartnern zur Serienreife ausentwickelt und dabei nicht zuletzt auch die Integrationsfähigkeit in Industrie 4.0-Produktionsumgebungen sichergestellt. Unter Einsatz von Diodenlasern mit OPC UA-Schnittstellen und bis zu 22 kW Ausgangsleistung werden pulverbasierte High-Speed-Beschichtungsprozesse realisiert, bei denen pro Bremsscheibe teilweise ein Prozesszeitraum von unter einer Minute zu veranschlagen ist.
Das ermöglicht eine Massenfertigung, die das Beschichten von Bremsscheiben für alle KFZ-Marktsegmente erschwinglich macht. Durch flexiblen Einsatz der Beschichtungsswerkstoffe lassen sich beispielsweise selbst für Fahrzeuge im mittleren und unteren Segment sehr wirkungsvolle und gleichzeitig kostengünstige Beschichtungen verwirklichen. Darüber hinaus beeinflusst auch die Systemkonfiguration den Preis. So erhöht sich mit zunehmender Laserleistung der Durchsatz, was die Anzahl erforderlicher Beschichtungsanlagen reduziert, Produktionsfläche spart und so letztlich das relative Investment pro Scheibe deutlich verringert.
rbt / Laserline / RK
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