Starke Stände in Halle 6 decken Anwendungsspektrum und Forschung ab

Technische Keramik – Joker-Werkstoffe

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Ingenieurkeramik | Die Anbieter haben ihr Messe-Engagement noch einmal intensiviert. Kein Wunder: Zu den klassischen Pluspunkten von Keramik kommen immer noch weitere hinzu wie 3D-Druckfähigkeit oder thermoelektrische Eigenschaften. ❧ Olaf Stauß

In Halle 6 tritt der Verband der Keramischen Industrie (VKI) mit vergrößerter Fläche und nunmehr elf Unternehmen auf (Stand B17). In direkter Nachbarschaft (Stand B16) findet sich der „Treffpunkt Keramik“ unter dem Dach der Zeitschrift „Ceramic Applications“ des Göller Verlags mit 15 Ausstellern. Allein an dieser Stelle also 26 Akteure mit exponierter Werkstoffkompetenz.

Sie werden nicht zuletzt zeigen, wie technische Keramiken weiterentwickelt werden und an Funktionalitäten hinzugewinnen – zusätzlich zu ihren bekannten Meriten wie Härte, Verschleißfestigkeit, Schlagzähigkeit (bei Bedarf), Korrosionsbeständigkeit, elektrische Isolation und hohe thermische Beständigkeit. Dazu Beispiele.
Dass Hochleistungskeramik als „Joker“ nicht die niedrigsten Kilopreise hat, liegt auf der Hand. Doceram (Stand B16) zeigt darum, wie sich der Einsatz intelligent auf das Wesentliche beschränken lässt. Die Dortmunder realisieren Verbundkonstruktionen mit Metall: Keramik soll nur dort verwendet werden, wo etwa höchste Verschleißfestigkeit auch wirklich benötigt wird. Zum Beispiel bei Greifern für das automatisierte Handling von Elektronikbauteilen oder bei Ventilen für die Prozesstechnik. Doceram entwickelt, fertigt und montiert solche Verbundbauteile, unterstützt darüber hinaus aber auch Anwender bei der keramikgerechten Gestaltung.
Das Fraunhofer IKTS lässt es sich nicht nehmen, außer in Forschungshalle 2 auch am Treffpunkt Keramik vertreten zu sein (Halle 6, Stand B16). Den Forschern ist es gelungen, für Bauteile unter extremen Umgebungs- und Betriebsbedingungen eine Kennzeichnungslösung zu entwickeln, die allen Widrigkeiten trotzt. Etwa hohen Temperaturen in der Metallverarbeitung oder aggressiven Chemikalien. Bei der CeraCode-Technologie wird eine Spezialtinte aus keramischen Leuchtstoffen auf dem Bauteil verdruckt. Angeregt zum Beispiel durch UV-Licht zeigt die auf diversen Materialien „exzellent haftende“ Inkjet-Tinte eine ausgeprägte Lumineszenz. Pilotkunden haben die Anwendbarkeit erfolgreich getestet, heißt es.
Aktuell geht es darum, die Kennzeichnungslösung in bestehende Prozesse in der Industrie zu integrieren. „Es gelang, Serienbauteile in kürzester Zeit zu bedrucken, das heißt in weniger als 100 Millisekunden“, sagt Dr. Thomas Härtling, Wissenschaftler am Fraunhofer IKTS. Heute könne das Institut eine Komplettlösung anbieten. Die Entwicklung von Inkjet-Tinten, die zum Prozess passen, gehöre ebenso dazu wie das Generieren des benötigten Codes und das Anpassen geeigneter Lesegeräte.
Eine weitere IKTS-Innovation sind thermoelektrische Keramikmodule, die auftretende Abwärme direkt in Strom umwandeln – sehr lukrativ insbesondere in Hochtemperaturprozessen. Denn nach wie vor ist es so, dass weniger als die Hälfte der eingesetzten Energie in Industrieprozessen, Verkehr oder Haushalten tatsächlich genutzt wird. Das meiste entweicht als Abwärme in die Umwelt, trotz aller Effizienzmaßnahmen.
Dies könnte sich nun ändern. Die Fraunhofer-Forscher sind so weit und bieten die anwenderspezifische Entwicklung „thermoelektrischer Generatoren“ an. „Wir bieten unseren Kunden wirtschaftlich attraktive TEG-Module, mit denen Abwärme zuverlässig und wartungsfrei verstromt werden kann“, sagt Hans-Peter Martin, Gruppenleiter beim Fraunhofer IKTS.
Inzwischen ist es verschiedenen Akteuren gelungen, einige Keramiken auch additiv zu verarbeiten. Zu ihnen gehört Schunk Carbon Technology (Stand B17): Das Unternehmen produziert in seinem Formgebungsprozess „IntrinSiC“ extrem harte und formstabile Bauteile aus Siliciumcarbid im 3D-Druck. Für viele ein wichtiger Durchbruch: „Wir können nun Siliziumcarbid-Komponenten herstellen, die bisher wegen ihrer Komplexität und Größe nicht realisierbar waren“, erklärt Dr. Arthur Lynen, Entwicklungsleiter im Bereich Ingenieurkeramik. Maße von 1,5 x 0,7 x 0,7 m³ werden möglich. Nach spezieller Vorbehandlung, Brennen und Feinschliff ist das gewünschte Produkt fertig.
Somit lassen sich künftig auch große Konstruktionselemente mit anspruchsvollen Hinterschnitten und Hohlräumen problemlos formen. Interessant ist das neue Verfahren vor allem für Bauteile, die besonders steif und fest sein müssen. Denn die nahezu diamantharte und relativ leichte Keramik dehnt sich kaum aus und bietet extreme Formstabilität. „Mit traditionellen Fertigungsverfahren war eine individuelle Formgebung in Top-Qualität bisher nicht zu machen“, sagt Dr. Lynen.


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