09.03.2023
Technologien
Bremsstaubreduktion: Mit diodenlaserbasierten Beschichtungen Vorgaben erfüllen
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 90 Prozent. Das von Laserline zur Serienreife entwickelte Beschichtungsverfahren ermöglicht für alle Marktsegmente eine kostensensible Massenfertigung.
Als eine der größten Gesundheitsgefahren im urbanen Raum gelten die Feinstaubemissionen des Straßenverkehrs. Sie stehen im Verdacht sowohl Allergien als auch Atemwegs-, Krebs- und Herz-Kreislauf-Erkrankungen zu verursachen. Die emittierten Partikel gehen dabei keineswegs nur auf Verbrennungsmotoren, sondern zu rund einem Viertel auch 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 10 Mikrometer (PM10) lässt sich dadurch um bis zu 90 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.
Diodenlaserspezialist 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.
Nähere technische Informationen zur Euro 7-konformen Bremsscheibenbeschichtung auf Diodenlaserbasis sind auf der Laserline-Webseite verfügbar. Dort steht unter anderem auch ein Whitepaper zum Download bereit, das detaillierte Informationen über den Beschichtungsprozess und die hierbei verwendeten Werkstoffe liefert. Darüber hinaus finden Interessenten dort auch Prozess- und Erklärvideos sowie zahlreiche weiterführende Infos zur Laserline Diodenlasertechnologie.
(Quelle: Presseinformation der Laserline GmbH)
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AbrasionsschutzBeschichtenBremsstaubEmissionenGesundheitsschutzKorrosionsschutzLaserstrahltechnologienOberflächenbehandlung
