Laserbeschichting maakt PFAS-vrije coatings mogelijk

Sommige materialen vallen pas op zodra ze verdwijnen. PFAS zorgden decennialang voor soepel lopende lagers en dichtingen die niet verkleven, maar de stoffen liggen inmiddels onder vuur. Onderzoekers van het Fraunhofer ILT draaien de vraag om: het probleem zit niet in de kunststof zelf, maar in de manier waarop je die aanbrengt. Met laserbeschichting bouwen ze PFAS-vrije functielagen op metaal, glijlagers en walsen.

Waarom een betere kunststof niet volstaat

Wie over PFAS praat, heeft het meestal over chemie. Aan het Fraunhofer ILT gaat het minstens zo sterk over produktietechniek. Een vervangende stof moet tegelijk hechten op metaal, kunststof of rubber, hoge temperaturen verdragen en zich economisch laten verwerken. Polyetheretherketon, kort PEEK, is chemisch interessant, maar haalt niet vanzelf alle eigenschappen van PTFE. Het materiaal is stijver, duurder en lastiger te verwerken. “In de praktijk is die uitwisseling veel complexer dan hij klinkt”, zegt groepsleider Samuel Moritz Fink.

Laserbeschichting vervangt de oven

De kern zit in het proces. Bij grote glijlagers, zoals in windturbines, brengen fabrikanten PEEK nu vaak als folie of poeder aan en fuseren het thermisch. Bij tonzware componenten betekent dat: het hele onderdeel de oven in, opwarmen en langzaam laten afkoelen. Niet de kunststof vormt hier het obstakel, maar de oven. Met laserbeschichting maakt het team eerst een gerichte ruwe metaallaag, waarna PEEK-poeder lokaal smelt en zich in de structuur van het metaal verankert. Zo ontstaat laserbeschichting zonder dat de complete component opwarmt. Een speciale cycloonspuitkop remt de gasstroom af , zodat het poeder niet afketst. Het procedé is al voor patent aangemeld, en de laserbeschichting benut het materiaal beter.

Van glijlagers tot elastomeerwalsen

Het project EPOS bouwt PEEK-lagen stap voor stap op grote glijlagercomponenten op, in plaats van een zwaar onderdeel volledig te verhitten. Nog scherper wordt het bij LEMBAS, waar elastomeerwalsen een coating krijgen voor de folie-, verpakkings- en papierindustrie. Rubber zoals EPDM verdraagt de hoge smelttemperaturen van hoogwaardige polymeren maar beperkt. Juist daar toont laserbeschichting haar waarde: de laser brengt de energie kort en precies aan, terwijl het substraat koel blijft. De aanpak sluit aan bij het bredere onderzoek naar PFAS-vrije laserprocessen van het instituut. Ook dichtingen en waterpompen komen in beeld, waar laserbeschichting slijtage en verkleving tegengaat. Nieuwe werkstoffen laten hun eigenschappen pas zien wanneer ook het proces bij ze past, en laserbeschichting levert dat proces.