Oberflächenhärtung in Ohrdruf.

Feinschneid- und Umformteile werden leichter und kleiner. Gleichzeitig wachsen die Anforderungen an ihre Festigkeit. Entsprechend stieg in den letzten Jahren auch die Nachfrage nach leistungssteigernden Verfahren. Um etwa Oberflächen zusätzlich zu härten, bietet Feintool Wärmebehandlungsverfahren auf eigenen Anlagen an. So zum Beispiel in unserem Umformwerk in Ohrdruf, Deutschland. Hier wird die „Härtekompetenz“ auf- und ausgebaut. Wir stellen nun Umformteile nicht mehr nur her, sondern können diese auch gleich vor Ort weiterverarbeiten und einbaufertig an die Kunden ausliefern.

Plasma und Gas: Zwei Härteverfahren sind seit Ende letzten Jahres in Ohrdruf in Betrieb. Wir starteten das Vorhaben bereits vor drei Jahren, seither wurde eigens eine neue Halle errichtet, Plasma- und Gasöfen gekauft und Prozesse automatisiert. Zusätzlich haben wir einen bestehender Plasmaofen aus dem Werk in Obertshausen übernommen.

Nun ist die Produktion angelaufen. Wir können seit Ende des letzten Jahres sowohl Plasmanitrieren, als auch Gasnitrieren.

Das machen wir beim Plasmanitieren.

Beim Plasmanitrieren erfolgt die Härtung der Oberfläche durch den Beschuss mit Stickstoffionen, die in die Oberfläche eindiffundieren und so zu einer Härtesteigerung führen. Beim Gasnitrieren wird Ammoniak in Wasserstoff und reaktiven Stickstoff aufgespalten, der dann in die Oberfläche eindiffundiert. Bei beiden Verfahren wird die Randschicht der Bauteile mit Stickstoff angereichert, um die Härte der Oberfläche zu erhöhen. Durch die Oberflächenbehandlung werden die Beständigkeit und Widerstandskraft der Umformteile erhöht.

Der typische Arbeitsbereich liegt bei uns zwischen 500 °C und 560 °C beim Plasma- sowie 500 °C und 580 °C beim Gasnitrieren. Die Härtung beim Gasnitrieren dauert zehn bis elf Stunden, beim Plasmanitrieren knapp doppelt so lange.

Beim Plasmanitrieren können einzelne Stellen einfacher als beim Gasnitrieren ausgespart werden. Durch eine hitzebeständige Abdeckung der Bauteile können auf dem Umformteil die gewünschten Bereiche einfach abgeschirmt werden. Da nun die Stickstoffionen nicht mehr auf das abgeschirmte Gebiet treffen können, wird dieser Bereich nicht gehärtet. Dies ist zum Beispiel dann nötig, wenn eine Härtung für anschliessende Verarbeitungsschritte – wie in unserem Fall das Kondensator-Entladungsschweissen und teilbezogen das Laserschweissen – hinderlich wäre. Um ganze Bereiche abzudecken, werden die Teile in eigens angefertigten Gestellen nitriert.

Der Unterschied zu Gasnitieren.

Beim Gasnitrieren ist eine derartige Abdeckung nicht so einfach möglich, da der abzudeckende Bereich gasdicht abgeschlossen werden muss. Das ist nur durch spezielle hitzebeständige Kupferpasten möglich, was für unsere Anforderungen kein wirtschaftlicher Prozess ist. Ein Vorteil wäre: beim Gasnitrieren können die Teile einfach in Körbe gelegt werden.

Wie geht es weiter?

Die „Härtekompetenz“ werden wir nun in Ohrdruf laufend ausbauen und können so unseren Kundinnen und Kunden alles aus einer Hand anbieten. Von der vertikalen Integration profitieren letztlich also auch unsere Kunden, die sich weitere Verarbeitungsschritte sparen.

Warum kann Feintool mit FEINforming qualitativ hochwertiger produzieren?

Massgeblich ist das Zusammenspiel von Presse und Werkzeug. Die neuste Pressengeneration der FB one-Reihe ist für die Herstellung von Bipolarplatten prädestiniert. Sie erreicht eine herausragende Wiederholgenauigkeit bei höchsten Produktionsgeschwindigkeiten.

Auf dieser Grundlage sowie der jahrzehntelangen Erfahrung in der Feinschneid- und Umformtechnologie ist es Feintools Anspruch, für seine Kunden Verfahren zu entwickeln, die Voraussetzungen für Technologiesprünge sind. Massgeblich dafür sind Präzision, Toleranzminimierung, Optimierung, Qualität und Wirtschaftlichkeit von Prozessen und Herstellungsverfahren.

Fazit: Mit FEINforming stellt Feintool ein Fertigungsverfahren für die Produktion von metallischen High-Performance-Bipolarplatten für Brennstoffzellen bereit. Diese bilden neben der Membran-Elektrodeneinheit (MEA) das Schlüsselbauteil der Polymer-Elektrolyt-Membran-Brennstoffzelle (PEM).

Der einzigartige Ansatz besteht darin, alle für den Stack relevanten Innen- und Aussengeometrien sowie das Strömungsfeld der Bipolarplatten in einem integrierten Verfahren simultan zu produzieren.

Damit eröffnet Feintool seinen Kunden und Partnern den Zugang zu einem hochwirtschaftlichen und optimalen Produktionsverfahren von ebenso leistungsstarken wie kompakten Brennstoffzellenantrieben für die emissionslose Elektromobilität oder für stationäre Brennstoffzellen.