Technologieentwicklung zur Herstellung von funktionsoptimierten Schichten für typische, hoch beanspruchte Bauteile des Maschinen- und Anlagenbaus - Chemnitz (2006-2011)

Das InnoProfile-Vorhaben

Die Unternehmen der neuen Bundesländer stehen fünfzehn Jahre nach der deutschen Wiedervereinigung vor der großen Herausforderung, trotz struktur- und entwicklungsbedingter Defizite wettbewerbs- und innovationsfähig zu bleiben. Sachsen und insbesondere auch Chemnitz ist historisch bedingt bis heute ein Zentrum des Maschinen- und Anlagenbaus. Das wesentliche strukturelle Ziel des Projektes liegt daher in der Vernetzung der wissenschaftlichen Kompetenz der TU Chemnitz mit der Innovationskraft der regionalen mittelständischen Industrie.

Forschungsergebnisse sollen über kurz oder lang in zukünftige Produktgenerationen oder Technologien umgesetzt werden. Gewährleistet wird dies durch einen umfangreichen Personalaustausch zwischen Industrie und Hochschule, von dem auch langfristige, nachhaltige Effekte erwartet werden. Junge Wissenschaftler können sich dabei praxisrelevant profilieren, und die Unternehmen stellen eine betriebsnahe Ausbildung sicher, die ihren spezifischen Anforderungen entspricht. Aus dieser Zusammenarbeit sollen, auch schon während des Projektzeitraumes, neue Arbeitsplätze im F&E-Bereich der beteiligten Unternehmen entstehen bzw. Ausgründungen aus der Forschungsstelle ermöglicht werden.

Die Vision des Vorhabens besteht darin, die Region Chemnitz zum überregionalen Kompetenzcluster für funktions- und fertigungsoptimierte Schichten im Maschinenbau zu entwickeln. Dies wird auf der Grundlage der regionalen, industriell angewandten Basistechnologie und durch Erschließung der vorhandenen Innovationspotenziale in Unternehmen und Forschungseinrichtungen angestrebt.

Die Ziele

Eine Vielzahl beschichteter Teile kommt im Anlagen- und Maschinenbau zum Einsatz. Für Herstellung und Gebrauch spielen Wirtschaftlichkeit, Eigenschaften und Qualität der Beschichtungen eine zentrale Rolle. Bei der Erfüllung dieser Kriterien werden Unternehmen mit unterschiedlichsten Herausforderungen konfrontiert.

Aus der Analyse von Problemen regionaler Firmen des Anlagen- und Maschinenbaus, die beschichtete Bauteile herstellen bzw. einsetzen, leitet sich das Gesamtziel des Projekts ab. Dieses besteht in der Technologieentwicklung für die Herstellung von funktions- und fertigungsoptimierten Schichten für typische hoch beanspruchte Bauteile des Maschinen- und Anlagenbaus.

Die zur Lösung der bestehenden Fragestellungen notwendigen Aufgaben lassen sich in folgende Forschungsschwerpunkte unterteilen:

  • Neuentwicklung und Optimierung von Beschichtungstechnologien
  • Entwicklung neuartiger Schichtsysteme
  • Entwicklung von Endbearbeitungsstrategien

Die thematischen Schwerpunkte

Diese drei Forschungsschwerpunkte gliedern sich im Projekt in folgende thematische Schwerpunkte auf:

  • Neuentwicklung und Optimierung von Beschichtungstechnologien
    • Beschichten mit Hochleistungsschweißverfahren (Plasma-MIG-Auftrag-schweißen mit Bandelektroden und MSG-Tandemauftragschweißen mit Fülldrahtelektroden)
    • Oberflächenmodifizierung von Leichtbauwerkstoffen (Laserdispergieren und Laserauftragschweißen)
  • Entwicklung neuartiger Schichtsysteme
    • Entwicklung kostengünstiger thermisch gespritzter Verschleißschutzschichten
    • Entwicklung von Schutzschichten für Anwendungen mit schmiermittelfreien Reibpaarungen
    • Herstellung von Schichten mit Eigenschaftsgradienten
  • Entwicklung von Endbearbeitungsstrategien
    • Endbearbeitung auftraggeschweißter und formgebend geschweißter Bauteile
    •  Endbearbeitung von thermisch gespritzten Verschleißschutzschichten
    • Ergänzende Endbearbeitungsverfahren 

Die Partner

  • Al-Ko Dämpfungstechnik GmbH, Hartha
  • CeWOTec gGmbH, Chemnitz
  • ERMAFA Sondermaschinen- und Anlagenbau GmbH, Chemnitz
  • FNE Forschungsinstitut für Nichteisen-Metalle-Freiberg GmbH, Freiberg
  • Harald Liebers, Behälter-Apparatebau GmbH, Chemnitz
  • IWB Werkstofftechnologie GmbH, Chemnitz
  • LASERVORM GmbH, Altmittweida
  • LEHMANN Maschinenbau GmbH, Pöhl
  • BCS Bio Cooling Systems GmbH, Annaberg-Buchholz
  • SITEC Industrietechnologie GmbH, Chemnitz
  • STF Schweißtechnische Fertigung GmbH, Chemnitz
  • Sulzer Metco Coatings GmbH, Weißenborn
  • USK Karl Utz Sondermaschinen GmbH, Limbach-Oberfrohna
  • Weber Maschinenbau GmbH, Neubrandenburg 

Kontakt

PD Prof. Dr. Gunnar Bürkner 
Technische Universität Chemnitz
Fakultät für Maschinenbau
Institut für Fertigungstechnik/Schweißtechnik
Reichenhainer Straße 70
09126 Chemnitz
Tel.: 0371 531-36740
Fax: 0371 531-23729
E-Mail: gunnar.buerkner[at]mb.tu-chemnitz.de