Lasercladden op topsnelheid

Hornet Laser Cladding levert binnenkort aan een klant in Nederland een ultra highspeed laserclad installatie. Afhankelijk van de laagdikte kunnen met deze techniek snelheden van 30 tot 100 meter per minuut worden gehaald. Daarmee vormt het lasercladden in veel gevallen een interessant alternatief voor verchromen.

Hornet is het bedrijf van Frank Rijsdijk en Jelmer Brugman. Twee jaar geleden maakten ze een vliegende start en sindsdien zijn ze flink doorgegroeid.  In 2015 hebben ze maar liefst acht systemen verkocht (in binnen- en buitenland) en daarmee was de tijd rijp om niet langer vanuit huis te opereren, maar een eigen bedrijfspand in gebruik te nemen. Dat is begin januari met een drukbezochte receptie officieel geopend op bedrijventerrein De Bull in Lexmond. Hornet beschikt nu over een eigen ruimte om installaties te testen en te assembleren. “Dat levert ons veel tijdwinst op ten opzichte van testen en assembleren op locatie”, aldus Brugman. “Bovendien kunnen we nu onze klanten en andere relaties goed ontvangen”, vult Rijsdijk aan.

Werkend proces
Het duo is destijds begonnen met het aanbieden van laagdrempelige lasercladsystemen. Ze hebben bijvoorbeeld ook enkele instapinstallaties gebouwd met tweedehands laserbronnen. “Altijd goed werkende systemen”, zegt Brugman. “Wij ontwerpen, bouwen en leveren deze systemen niet alleen, maar bieden ook ondersteuning bij de inrichting van het proces. Zo geven we onze klanten de garantie dat ze een werkend proces kopen.”

Hornet heeft zich echter direct ook gestort op high-end installaties en levert nu een brede range van instapmodellen en mobiele installaties tot en met high-end systemen. Rijsdijk: “Onze klanten zijn zowel kleine MKB-bedrijven als grote multinationals, in tal van branches.”

Laserenergie in poedermateriaal
Naast conventioneel lasercladden (geschikt voor allerlei geometrieën) biedt Hornet nu dan ook systemen aan voor ultra highspeed cladden (voor ronde en rechte producten). Dit is een ontwikkeling van het Duitse kennisinstituut Fraunhofer ILT. Hornet heeft hieraan een bijdrage geleverd, want  Fraunhofer heeft bij deze ontwikkeling gebruik gemaakt van een systeem dat door Hornet is geleverd.
De crux bij het lasercladden op topsnelheid zit ‘m in de afstelling van het laserlicht op het poedermateriaal. Hierdoor gaat het grootste deel van de laserenergie, zo’n 80 procent, in het toevoegmateriaal. Bij conventioneel lasercladden is dat maar 20 procent. Zo wordt bij ultra highspeed cladden het poedermateriaal veel beter (en eerder) tot smelten gebracht en komt er  minder energie in het basismateriaal. De poeders zijn al voorverwarmd in de laserstraal, waardoor minder opwarmtijd nodig is van het basismateriaal. “Daarbij hebben we maar een heel klein smeltbadje nodig en daardoor werkt het”, aldus Brugman.

Vergelijkbaar met chroom
Door de hoge snelheid is lasercladden in veel gevallen een aantrekkelijk alternatief voor chroom. De dunne laagdikte die bij ultra highspeed cladden wordt aangebracht is vergelijkbaar met chroom. Brugman: “Chroom is superhard en corrosiewerend. Dat is moeilijk te evenaren, maar voor veel toepassingen is lasercladden zeker een alternatief. Te meer omdat er sprake is van een extreem lage hitte-inbreng en er dus geen vervorming optreedt. Ook kun je bijvoorbeeld aluminium op staal cladden, wat lastechnisch eigenlijk onmogelijk is. Maar de hechtzone is zo klein dat het materiaal zich iets anders gedraagt en er toch een hechting ontstaat. Daarmee geeft lasercladden nieuwe mogelijkheden voor corrosiewerende en slijtvaste lagen. De snelheid die we dankzij het ultra highspeed lasercladden kunnen halen is daarbij van groot belang. Hierdoor kunnen grote oppervlakken snel worden behandeld, zeker zo snel als met chroom. Bij het behandelen van veel kleine productjes ga je het met lasercladden echter nooit winnen van chroom.”

Milieuvriendelijker
Bij Fraunhofer is tot nu toe alleen onder laboratoriumomstandigheden bewezen dat het ultra highspeed lasercladden werkt. Hornet bouwt nu echter het eerste systeem dat onder industriële omstandigheden gaat functioneren. Brugman en Rijsdijk verwachten er veel van. Vooral ook omdat lasercladden veel milieuvriendelijker is dan verchromen en minimale nabewerking behoeft. “Het milieu-aspect is belangrijk. Het verchromen zal op termijn misschien zelfs uit Nederland verdwijnen. Het zal kostbaarder worden omdat je het ver weg moet laten doen of volgens zware normen.” Brugman en Rijsdijk wijzen bijvoorbeeld op de Stormvloedkering, waar de komende jaren ongeveer 170 hydraulische stangen gereviseerd moeten worden. Deze mogen niet meer worden verchroomd.

“We hebben alle vertrouwen in het lasercladden. Dit is echt een heel goede techniek, waarmee in de toekomst veel gaat gebeuren. Misschien zijn we onze tijd vooruit en duurt dat nog 5 of 10 jaar. Maar ook de vraag naar kleinere stukken tot een meter of 3 groot gaat zeker komen.”

Daarbij gaat de ontwikkeling van de techniek onverminderd door. Fraunhofer is bezig met onderzoek naar de combinatie tussen thermisch spuiten en lasercladden. Ook  inwendig ultra highspeed cladden komt er aan. Tegelijkertijd zijn er allerlei ontwikkelingen in de poeders, bijvoorbeeld bij Oerlikon-Metco, waarmee Hornet eveneens een goed contact heeft. En zelf zet Hornet ook stappen, bijvoorbeeld in het robuuster maken van de hardware. “Een van onze doelstellingen is de techniek breder toegepast te krijgen. Daar wordt van alle kanten hard aan gewerkt.”