Mehrwert durch funktionale Schichten

Die funktionalen Anforderungen an die Bauteile in den unterschiedlichen Branchen steigen stetig. Das gilt für die Automobiltechnik oder Schienenfahrzeuge genauso wie für die Windkraft oder die Luftfahrt. Fast immer ist der Basiswerkstoff bereits bis an die Grenze belastet. Mit richtig eingesetzter Beschichtung können dann noch einmal erhöhte Anforderungen an Korrosions- und Verschleißschutz, Reibungsminimierung, elektrische Isolation oder bald sogar Sensorik erfüllt werden. Kein Wunder also, dass die Beschichtung für die Schaeffler Technologies AG & Co. KG heute ein wichtiges Konstruktions- und Produktelement ist und einen eindeutigen Wettbewerbsvorteil darstellt. Das Unternehmen hat in seinem Kompetenzzentrum Oberflächentechnik einen modularen Systembaukasten entwickelt, der mit etwa 20 validierten Beschichtungslösungen für jedes Anforderungsfeld die richtige Lösung im Mikrometerbereich bietet. Zur Herstellung der Schichtsysteme stehen den Fachleuten in den unterschiedlichen Geschäftsbereichen weltweit verschiedene Verfahren zur Verfügung, etwa Spritzen, Lackieren, galvanische und chemische Abscheidung sowie physikalische Abscheidung aus der Gasphase (PVD) und Plasmaunterstützte chemische Abscheidung aus der Gasphase (PACVD).

Prof. Dr.-Ing. Peter Gutzmer, Vorstand Forschung und Entwicklung, fasst die Bedeutung der Oberflächentechnik für die Produktentwicklung zusammen: „Beschichtung ist heute bei Schaeffler ein Konstruktions- und Produktelement, das untrennbar mit unserem hohen Qualitätsanspruch verbunden ist und einen eindeutigen Wettbewerbsvorteil darstellt. Die drei wesentlichen Basisbausteine, Qualität, permanente Verbesserung und konsequentes Innovationsdenken, spiegeln sich in der Beschichtungstechnik wider. Deshalb passt diese Technologie gut zu uns.“

Das größte Beschichtungsvolumen entfällt im Unternehmen gegenwärtig auf die Automobiltechnik. Meist sind es Bauteile aus dem Ventiltrieb, wie etwa Tassenstößel oder Abstützelemente. Die Beschichtung senkt die Reibung mit der Nockenwelle etwa um 50 Prozent und somit den Kraftstoffverbrauch. Elektrische Antriebe, an denen man auch intensiv arbeitet, haben dagegen völlig andere Anforderungen an die Beschichtung. Isolierende keramische Schichten aus Aluminiumoxid schützen die unterschiedlichen Komponenten vor dem elektrischen Strom. Die hohen Stromstärken könnten sonst zu einer Anschmelzung der Metalle, verbunden mit einer extrem schnellen Alterung des Öls, und dann zu einem Ausfall des Lagers führen.

Die Anforderungen an die Schichten steigen weiter. Dr. Tim Hosenfeldt, Leiter des Kompetenzzentrums Oberflächentechnik im Unternehmen, bemerkt dazu: „Die Zunahme mechatronischer Systeme stellt natürlich neue Anforderungen an die Oberflächen, zum Beispiel hinsichtlich sensorischer Eigenschaften zur Datenermittlung und Signalverarbeitung. Mit dem Sensotect Schichtsystemen wird das beschichtete Bauteil zum Sensor oder der Sensor zum Bauteil. Das nur mit wenigen Mikrometern beschichtete Wälzlager überträgt dann nicht nur Kräfte, sondern erfasst und überträgt auch physikalische Größen wie Drehmomente, Kräfte, Dehnung oder Temperatur. So können die Lagerbelastungen zum Beispiel in einem Getriebe oder Radlager im Auto kontinuierlich gemessen und überwacht werden. Der Trend geht deutlich zu diesen Zusatzinformationen.“