Stabilitätsverbesserung von Wärmedämmschichten durch strukturierte Substratoberflächen mit Hilfe des Präzisions-Laser-Pulver-Auftragschweißen

Folienpräsentation. Das Hochpräzisions-Laser-Pulver-Auftragsschweißen (HLPA) hat ein bedeutendes Potenzial zur Beschichtung von Turbinenkomponenten, da es höchste Präzision und laterale Auflösung (ca. 50 Mikrometer), eine hohe Endkonturgenauigkeit, einen geringen Wärmeeintrag (geringer Verzug) und vorteilhafte Beschichtungseigenschaften (dichter Materialauftrag, hohe mechanische Eigenschaften) garantiert. Mit dem Verfahren können Turbinenkomponenten aufgearbeitet werden und die Schaufelgeometrie in kontrollierter Atmosphäre wiederhergestellt werde, wobei die Werkstoffeigenschaften dem Neuteil vergleichbar sind. Ein weiterer Verfahrensvorteil ist das Erzeugen von Oberflächenstrukturen im Submillimeterbereich. Dazu dienen Faser- oder Scheibenlaser, ein CNC-Positionierungssystem, Pulverförderung und Medienversorgung sowie Steuerungssysteme. Mit diesem System können Pulver der Korngröße bis 20 Mikrometer bei einem Pulverfleck von 0,5 mm im Koaxialprinzip verarbeitet werden. Die dazugehörige Gerätetechnik wird beschrieben. Eingesetzt werden kann das HLPA zur Oberflächenstrukturierung (Beispiel: Schweißraupe von 30 Mikrometer Breite und 5 - 200 Mikrometer Höhe. Es können auch 3D-Strukturen auf der Oberfläche erzeugt werden. Auch für kleine Strukturen (Beschriftungen, Implantate) ist das Verfahren einsetzbar. Durch die Stabilitätsverbesserung von Wärmedämmschichten kann die Arbeitstemperatur bei Gasturbinen und Flugtriebwerken auf >1300 Grad C erhöht werden, ohne Delamination oder Rissbildung.