Kategorie: Werkstoffe und Materialien

Spannende Beiträge, informative Fachartikel und die neusten Entwicklungen aus dem Themengebiet Werkstoffe und Materialien.

Kompositwerkstoffe aus erneuerbaren Biomaterialien

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Abb. 1: Stabilisierungsanlage im ITCF

Start des europäischen Forschungsprojektes LIBRE mit Beteiligung des ITCF

Als Public-Private Parnership (PPP) startet ein europäisches Forschungsprojekt zur Entwicklung von Lignin-basierten Carbonfasern zum Einsatz in Faserverbundwerkstoffen. Neben namhaften Firmen und Forschungsinstitutionen aus ganz Europa beteiligt sich auch das ITCF Denkendorf an dem Projekt. Ziel des sogenannten ‚LIBRE-Projektes‘ (Lignin Based Carbon Fibres for Composites) ist die Entwicklung neuer, biobasierter Kompositmaterialien: Lignin aus der Zellstoff- und Papiererzeugung soll hierbei den Rohstoff für hochfeste Carbonfaser-Verbundwerkstoffe liefern. Weiterlesen

Die Königsklasse unter den Hochleistungskeramiken

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Bild 1: Zahnräder aus Siliziumnitrid

Der technische Fortschritt hängt von Werkstoffen ab, die es ermöglichen, leistungsstarke Komponenten und Systeme herzustellen. Einer dieser Werkstoffe ist Siliziumnitrid (Si3N4), eine Hochleistungskeramik, die sich durch eine Kombination außergewöhnlicher Eigenschaften auszeichnet, aber auch hohe Anforderungen an die Verarbeitung stellt. Der Keramikspezialist Sembach erweitert derzeit seinen Maschinenpark, um Großserienbauteile aus gesintertem Siliziumnitrid (SSN) wirtschaftlich herstellen zu können. Weiterlesen

Hochleitfähige Kunststoffe durch speziell angepasste Graphite

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Graphit eignet sich aufgrund seiner exzellenten thermischen Leitfähigkeit ideal als funktionelles Additiv für Wärmemanagementaufgaben in E&E-Anwendungen und Automotive. Die Produktpalette der Graphite ist vielfältig, wobei sich diese gravierend in der Performance unterscheiden. Durch die Auswahl geeigneter, teils modifizierter Graphite lassen sich die Eigenschaften je nach Anwendung entsprechend optimieren. Weiterlesen

Z-Ultra gebrauchsfertig: Neue Chromstähle für Hochtemperaturanwendungen

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Im Projekt Z-Ultra wurde ein 12-Tonnen-Schmiedestück als Demonstrator hergestellt. (© Saarstahl)

Als wichtigster Industriewerkstoff ist Stahl mit mehr als 2500 Sorten hoch spezialisiert für unterschiedliche Anwendungen. Kleinste Änderungen der Zusammensetzung können das Materialgefüge auf atomarer Skala ändern und das Materialverhalten »im Großen« verbessern. Das Konsortium des EU- Projekts Z-Ultra unter Leitung des Fraunhofer-Instituts für Werkstoffmechanik IWM entwickelte neue 12%-Chrom-Stähle für Hochtemperaturanwendungen, die bis zu 30% fester als herkömmliche 9%-Chrom-Stähle sind und im Kraftwerk längere Zeit höhere Temperaturen und Drücke aushalten. Atomistische Simulationsmethoden unterstützten hierbei die Stahl-Entwickler dabei, die Legierungen zielgerichtet zu entwickeln. Weiterlesen

Kombination von Isolierung und thermischer Masse

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Der PCM-Würfel behält eine Temperatur von 21°C, bis er komplett geschmolzen ist.

© Foto Fraunhofer ICT Der PCM-Würfel behält eine Temperatur von 21°C, bis er komplett geschmolzen ist.

Brennt die Sommersonne vom Himmel, nehmen in Gebäudehüllen integrierte Phasenwechselmaterialien (PCM) die Hitze auf – es bleibt drinnen schön kühl. Wird es draußen kälter, geben sie die gespeicherte Wärme ab. Mehrere Gramm dieser Speichermedien können lange Zeit vor Überhitzung und Unterkühlung schützen. Forscher haben nun erstmals durch etablierte Verfahren der Formgebung die isolierenden Eigenschaften von Schäumen mit den thermischen Massen von PCM vereint. In dieser Materialkombination wird der Wärmefluss durch die Wand über einige Stunden verringert. Weiterlesen

Neuer Polyurethan-Werkstoff zur Dämpfung von Stößen

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Sylodamp® schützt Menschen vor Stößen und Erschütterungen und erhöht dadurch die Arbeitsqualität und -sicherheit.

Sylodamp® schützt Menschen vor Stößen und Erschütterungen und erhöht dadurch die Arbeitsqualität und -sicherheit. Quelle: Getzner Werkstoffe GmbH

Sylodamp® von Getzner zum Schutz von Mensch, Maschinen und Umfeld

Der Schwingungsschutz-Spezialist aus Österreich bringt eine neue Typenreihe an elastischen Werkstoffen auf den Markt: Sylodamp® kommt speziell zur hochwirksamen Dämpfung von starken Stößen zum Einsatz. Von Sylodamp® profitieren Menschen ebenso wie Maschinen und das Umfeld. Weiterlesen

Graphen von der Rolle: Serienfertigung von Elektronik aus 2D-Nanomaterialien

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Rolle-zu-Rolle-Testanlage © Foto Fraunhofer IPT

Rolle-zu-Rolle-Testanlage
© Foto Fraunhofer IPT

Graphen, Kohlenstoff in zweidimensionaler Struktur, wird seit seiner Entdeckung im Jahr 2004 als ein möglicher Werkstoff der Zukunft gehandelt: Sein geringes Gewicht, die extreme Festigkeit, vor allem aber seine hohe thermische und elektrische Leitfähigkeit wecken Hoffnungen, Graphen bald für vollkommen neue Geräte und Technologien einsetzen zu können. Einen ersten Schritt gehen jetzt die Forscher im EU-Forschungsprojekt »HEA2D«: Ihr Ziel ist es, das 2D-Nanomaterial von einer großflächigen Kupferfolie durch ein Rolle-zu-Rolle-Verfahren auf Kunststofffolien und -bauteile zu übertragen. Auf diese Weise soll eine Serienfertigung elektronischer und opto-elektronischer Komponenten auf Graphenbasis möglich werden. Weiterlesen

Werkstoffe mit Erinnerungsvermögen

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csi erschließt Potenziale von Formgedächtnislegierungen für die Automobilindustrie

Regelmäßig entdecken Chemiker, Physiker oder Materialwissenschaftler innovative Eigenschaften bestehender oder neu kombinierter Materialien. Oft können diese in der Praxis umfangreich genutzt werden und bestehende Mechanismen verbessern oder gar substituieren. So haben etwa Schwingquarze mechanische Uhrwerke ersetzt, Halbleiter die Röhrenelektronik verdrängt und LEDs den klassischen Röhrenbildschirm vergessen lassen. Ähnliches Potenzial steckt in Formgedächtnislegierungen. In der Medizintechnik ist das Material schon nicht mehr wegzudenken, und für die Automobilindustrie entwickeln unter anderem csi-Ingenieure gemeinsam mit Partnern interessante Lösungen. Weiterlesen

PURCELL – ein nachhaltiger Verbundwerkstoff aus reiner Cellulose

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PURCELL-Verbundplatte (Querschnitt), aufgebaut aus 4 Gewebelagen © ITCF Denkendorf

PURCELL-Verbundplatte (Querschnitt), aufgebaut aus 4 Gewebelagen
© ITCF Denkendorf

Ein Biopolymer soll etablierte GFK-Bauteile ersetzen

Glasfaserverstärkte Kunststoffe (GFK) werden zu beträchtlichen Mengen in vielen Konstruktionen und Bauteilen verwendet. Doch obwohl mittlerweile jährlich ca. 250.000t GFK end-of-life-Abfälle anfallen, wurde bisher keine brauchbare Lösung gefunden, die ein echtes Recycling von GFK ermöglicht. Das einzige technisch umsetzbare Konzept ist z. Zt. eine thermische Verwertung und das Verwenden des bei der Pyrolyse verbleibenden Glasfaserabfalles als Zementadditiv. Von einem Recycling im eigentlichen Sinne kann hier
definitiv nicht gesprochen werden.
Die Dringlichkeit des Recyclingproblems wird durch die gesetzlichen Vorgaben forciert, die die Hersteller zur Rücknahme Ihrer Produkte verpflichten. Weiterlesen

Stoßdämpfend wie eine Pomelo, hart und stichfest wie Macadamia-Nüsse

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Die Schalen der Früchte inspirieren zur Entwicklung neuer Materialien

Das Material, auf das die Werkstoffwissenschaftler Claudia Fleck und Paul Schüler immer wieder Druck ausüben, gibt diesem nach und nimmt dabei effizient die übertragene Energie auf. Es ist aus einer Aluminiumlegierung, extrem leicht und weist eine offenporige Schaumstruktur auf. Dieser sogenannte bio-inspirierte Metallschaum ist der Schale der Zitrusfrucht Pomelo nachempfunden und das Ergebnis eines gemeinsamen Forschungsprojektes der TU Berlin, RWTH Aachen und der Universität Freiburg. Pomelos, diese größten und schwersten Zitrusfrüchte der Welt, überstehen einen Sturz aus zehn Metern Höhe auf einen harten Betonboden und absorbieren beim Aufprall bis über 90 Prozent der kinetischen Energie. Ihre zwei bis drei Zentimeter dicke, extrem stoßdämpfende Schale sorgt für dieses Wunder. Wie aber ist dieses Wunder möglich? Weiterlesen