Keramik

Das Fraunhofer-Zentrum HTL verfügt über Methoden, um Keramiken und pulvermetallurgische Werkstoffe über die gesamte Herstellkette hinweg zu entwickeln. Von der Versatzaufbereitung über die Formgebung und Wärmeprozesse bis zur Endbearbeitung können Oxidkeramiken und Nichtoxidkeramiken, Silicatkeramiken, Pulvermetalle und Feinkorngraphite hergestellt werden. Auch spezielle Metall-Keramik-Komposite und Hartmetalle werden am HTL entwickelt.

Eine Besonderheit des Fraunhofer-Zentrums HTL ist der 3D-Druck mit qualitätsgesicherten Verfahren. Die additive Fertigung kann sowohl mittels schlickerbasierter Verfahren als auch mit Pulververfahren erfolgen. Auf diese Weise können auch Bauteile mit komplexer Geometrie hergestellt werden.

Materialentwicklung

Die Materialentwicklung beginnt mit der Auswahl und Auslegung geeigneter Materialien und Additive. Hierfür stehen umfangreiche Material- und Thermodynamikdatenbanken zur Verfügung. Mittels speziell entwickelter In-House-Software können die Materialeigenschaften mehrphasiger Werkstoffe mit Haupt- und Nebenphasen sowie Poren präzise vorhergesagt werden. Diese Mikrostruktur-Eigenschaftssimulation wird verwendet, um das Gefüge zu optimieren (vgl. Materialdesign). Die Auslegung der keramischen und pulvermetallurgischen Bauteile erfolgt mittels Finite-Elemente-Verfahren (vgl. Bauteildesign). Insbesondere werden in keramikgerechten Designs und mittels Topologieoptimierung die thermomechanischen Lasten beim Bauteileinsatz minimiert.

Beispiele für erfolgreiche Keramikentwicklungen sind Aluminiumnitrid (AlN), Siliziumnitrid (Si3N4), Siliziumcarbid (SiC), Zirkoniumoxid-verstärktes Aluminiumoxid (ZTA), Zirkoniumoxid (ZrO2), Aluminiumoxid (Al2O3), Mullit sowie unterschiedliche Silikatkeramiken, Glaskeramiken, Piezokeramiken, Varistorkeramiken und elektrisch leitfähige Keramiken.

Leistungsangebot:

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Formgebung

Für die Formgebung der keramischen und pulvermetallurgischen Grünkörper stehen – neben dem 3D-Druck – klassische Verfahren wie kaltisostatisches Pressen, Extrusion, Schlickergießen oder Nasspressen zur Verfügung.

 

Beschichtungen

Das Fraunhofer-Zentrum HTL entwickelt Keramikbeschichtungen für den Einsatz bei hohen Temperaturen. Anhand der Kundenanfrage wird zunächst ein Konzept für die Entwicklung erarbeitet und mit dem Kunden abgestimmt.

 

Schäume

Das Fraunhofer-Zentrum HTL entwickelt anorganische und kohlenstoffbasierte Schäume u.a. für thermische und akustische Isolierkomponenten, Filter, Brennhilfsmittel, dem Leichtbau oder Knochenersatzmaterialien.