Fraunhofer ISC, Zentrum für Hochtemperatur-Leichtbau HTL, Bayreuth
Die am HTL eingesetzten Methoden zur Prozessoptimierung eignen sich für alle Arten von Silikatkeramiken: Porzellan, Steingut oder Steinzeug und auch silikatische Feuerfestwerkstoffe. Kleine Bauteile können ebenso optimiert werden, wie mehrere Meter lange Hochspannungsisolatoren aus Porzellan oder Rohre aus Steinzeug.
Zur Erfassung der notwendigen In-situ-Messdaten stehen am HTL eigens entwickelte ThermoOptische Messanlagen (TOM) zur Verfügung. Diese können an Luft, aber auch mit der Atmosphäre gasbeheizter Öfen betrieben werden. Alle für die Optimierung der Wärmebehandlung von Silikatkeramiken erforderlichen Materialeigenschaften können in situ gemessen werden. Die In-situ-Messungen erfolgen an Proben mit einem Volumen bis zu 30 cm³.
Die Hochskalierung auf den Bauteilmaßstab wird mit Finite-Elemente (FE)-Verfahren durchgeführt. Für alle wesentlichen Wärmebehandlungsschritte an Silikatkeramiken stehen entsprechende FE-Modelle zur Verfügung. Mittels FE-Simulation werden die Prozessparameter optimiert und experimentell verifiziert. Im letzten Schritt werden die optimierten Prozessparameter dann auf den Produktionsofen übertragen.