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Thermische Beschichtung für eine sichere Landung

Medicoat ist ein Beschichtungsspezialist im Bereich Medizinaltechnik und Flugzeugfahrwerke und setzt dabei komplett auf die Steuerungs- und Antriebstechnik von Siemens.

Ein kleiner Fisch liefert an die ganz Grossen: So könnte das Kundenverhältnis von Medicoat beschrieben werden. Das KMU aus Mägenwil ist ein Spezialist im thermischen Spritzen und beliefert damit Weltkonzerne aus der inneren Medizin, der Luftfahrt und Energieproduktion. Durch ihre Expertise in der Entwicklung von Beschichtungen und individuellem Anlagenbau für die Medizinaltechnik hat Medicoat ein grosses Knowhow in komplexen Beschichtungsverfahren und den dazu benötigten Anlagen. Deshalb hat die Firma den Schritt in neue Gewässer gewagt und nutzt das bestehende Wissen auch für die Beschichtung von Flugzeug-Landefahrwerken. Dabei haben sie die gesamte Steuerungs- und Antriebstechnik der Anlagen mit diversen Siemens Komponenten realisiert.

Vom Implantat zum Flugzeugfahrwerk

Eine Beschichtung verleiht Oberflächen spezifische Eigenschaften, die das Trägermaterial nicht aufweist. Dabei setzt Medicoat auf die thermische Spritztechnik, bei der in der Medizinaltechnik Oberflächen mit Titan und Hydroxylapatit dauerhaft beschichtet werden. Hierfür werden Vakuumplasmaspritzen (VPS) oder Atmosphärische Plasmaspritzen (APS) für die Beschichtung von medizinischen Implantaten eingesetzt, da diese so biokompatibel werden und mit den Knochen verwachsen können. Wie für Implantate ist es für Landefahrwerke von Flugzeugen genauso wichtig, dass diese den täglichen Belastungen standhalten und dauerhaft verschleiss- und korrosionsbeständig sind. Ursprünglich kam hier Chrom zum Einsatz, da das Metall ideal vor Verschleiss und Korrosion schützt. Da sich im Verchromungsprozess jedoch hochtoxisches Chromium entwickeln kann, setzt Medicoat seit 2001 auch in diesem Industriebereich auf die thermische Spritztechnik und beliefert damit Weltkonzerne der Aviatik. Diese Anlagen wenden das Hochgeschwindigkeitsflammspritzen-Verfahren (HVOF) an, bei dem Fahrwerksteile von bis zu zwei Metern und 150kg mit
Cermet-Materialen und Nickelchrom keramisch beschichtet werden.

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Diese Anlage hat Medicoat individuell nach den Bedürfnissen eines Luftfahrt-Konzerns gebaut, um Fluglandefahrwerke mittels HVOF keramisch zu beschichten.

Die Produktpalette von Siemens ist riesig.
Rolf Kuhn, Leiter Anlagenbau Medicoat AG, Medicoat AG

Voll-automatisierter Beschichtungsprozess

Für den Bau der Beschichtungsanlagen setzt Medicoat für die gesamte Steuerungs- und Antriebstechnik auf Siemens und verfügt so über eine durchgängige Automatisierungslösung. Für die multifunktionellen Aufgaben der Anlage wie Druck- und Vakuumregelung, Dosierung des Spritzpulvers oder Kühlung des Behälters setzt Medicoat auf diverse Komponenten aus der Simatic, Sinamics, Sirius, Sidoor und Sentron Familie. «Die Produktpalette von Siemens ist riesig und bietet uns und unserer Kundschaft ein hohes Mass an Sicherheit», begründet Rolf Kuhn, Leiter Anlagenbau bei Medicoat, die Vielfalt der gewählten Siemens Komponenten. Da Medicoat zwar in der Schweiz produziere, aber eine internationale Kundschaft beliefere, sei es für Medicoat Teil ihrer Kundenzufriedenheit, dass bei einem Problem schnell gehandelt werden könne. Durch das weltweite Netz von Siemens Digital Industries sind sowohl Ersatzteile als auch Servicepersonal nahezu überall verfügbar und schnell zur Stelle, wenn es vor Ort Komplikationen gibt.

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Im Schaltschrank der Anlage von Medicoat sind Komponenten der Simatic, Sirius und Sinamics Familie zu finden.

Integrierte Siemens-Technologien bei Medicoat

Bei Medicoat kommen unter anderem die Simatic S7 CPU 1513F-1 PN und Simatic ET200SP zum Einsatz, die durch ihre Robustheit und Flexibilität eine zentrale Rolle in der Steuerung und Automatisierung industrieller Prozesse spielen. Für die präzise Lenkung von Bewegungen wurden die beiden Antriebe Sinamics S210 und G120C in die Steuerung integriert. Für die Sicherheit der Anlage setzt Medicoat auf den Sidoor Türantrieb und die Sirius Schalttechnik und verwendet die Sentron Messgeräte PAC3200T für die Energiemessung. Als eines der Hauptkomponenten kommt Simatic WinCC Scada V8.0 für die Prozessüberwachung zum Einsatz, um Steuerungs- und Antriebsdaten in Echtzeit zu analysieren und auf dem SIMATIC Industrial Flat Panel 2200 zu visualisieren. Dadurch und mit Hilfe der schnellen Rechenkapazitäten des eingesetzten Industrie PCs IPC847E werden Komplikationen schnell ersichtlich und können behoben werden. Ergänzend dazu nutzt Medicoat die Software PMQuality für die Erfassung der Produktionsprotokolle der einzelnen Bauteile.

Anlagenbau mal zehn

Auch wenn sich Implantate und Landefahrwerke auf den ersten Blick nicht sehr ähnlich sind, konnte Medicoat das bestehende Knowhow ideal für die neue Spezialisierung nutzen. In beiden Bereichen ist es unabdingbar, dass die Beschichtungen über Jahrzehnte verschleiss- und korrosionsbeständig sind und dies auch bleiben. Deshalb muss Medicoat den gesamten Anlagenbau in beiden Bereichen exakt protokollieren, um allfällige Fehler nachzuvollziehen. Zudem arbeitet Medicoat sowohl in der Medizin als auch in der Luftfahrt mit Weltkonzernen zusammen, die sich in ihren Arbeitsprozessen, Verantwortlichkeiten und Vorstellungen wesentlich vom KMU unterscheiden. «Das sind zwei verschiedene Welten. Während unsere Kundschaft für jeden Prozess eine andere zuständige Person hat, war unser Projektleiter Peter Moser für alles verantwortlich», sagt Rolf Kuhn. Diese Unterschiede hätten die Arbeit nicht immer vereinfacht.

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Die thermische Beschichtung erfolgt in der Anlage mittels Roboter, der mit der Simatic CPU via Profinet kontrolliert und überwacht werden kann.

Die Spezialisierung hat im Gegensatz zu den Implantaten grössentechnisch auch neue Herausforderungen mit sich gebracht: «Bis anhin produzierten wir Anlagen für Teile bis maximal 10cm, jetzt sprechen wir vom zehnfachen», erklärt Projektleiter Peter Moser. Deshalb musste zuerst neues Werkzeug und einen grösseren Stapler gekauft sowie neue Leitern in der Lagerhalle montiert werden. «Wir haben uns sehr über die Auslieferung der Anlage gefreut, denn so gab es wieder Platz in der Halle für neue Projekte», so Peter Moser. Denn es seien bereits Neue geplant.

Durch die Verbindung von komplexen Beschichtungsverfahren mit der Automatisierungstechnik von Siemens setzt Medicoat hier neue Standards. Diese Referenz zeigt, welche Vorteile eine durchgängige Automatisierungslösung von Siemens bringt und wie Unternehmen so ihre Position international stärken können.

Technik in Kürze

Die Beschichtungsanlage für die Landefahrwerke haben eine Vielzahl an Siemens Komponenten zum Laufen gebracht. Dabei war es durch die hohe Geschwindigkeit und Temperatur der thermischen Beschichtung wichtig, dass die verwendeten Komponenten robust, zuverlässig und modular sind. Insgesamt wurden folgende Komponenten eingesetzt:

  • Simatic S7 CPU 1513F-1 PN
  • Simatic ET200SP
  • Sinamics S210 und G120C
  • SENTRON Messgeräte PAC3200T
  • SIMATIC Industrial Flat Panel 2200
  • WinCC Scada, V8.0
  • Sidoor Türantrieb
  • Sirius Schalttechnik
  • Simatic IPC847E
  • PM Quality

Medicoat AG

Medicoat aus Mägenwil ist ein innovatives Unternehmen der thermischen Spritztechnik mit Schwerpunkt Plasma- und HVOF-spritzen. Im Bereich Anlagenbau realisiert Medicoat komplette Beschichtungssysteme und adaptiert die benötigten Komponenten für alle Verfahrensvarianten. Eine der Stärken liegt in der Entwicklung der Steuerungs- und Regelungstechnik komplizierter Prozesse und deren Visualisierung.