Ausgabe 09/2011 - Wirtschaftsjournal

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20 Wirtschaftsjournal | September 2011 Oberflächentechnik Keramik im Auto der Zukunft Dresdner Forscher entwickelten hitzebeständige und extrem leichte Turbinenräder für Abgasturbolader Neue keramische Material- und Fertigungskonzepte aus den Dresdner Fraunhofer-Instituten lösen den Zielkonflikt zwischen hoher Temperaturbelastung, geringem Gewicht, Effizienz und Fertigungskosten in modernen Brennräumen und Abgassystemen. Die drei Dresdner Fraunhofer-Institute IKTS, IWS und IFAM zeigten erstmals gemeinsam Lösungen für diese Probleme im Rahmen der Fraunhofer-Allianz autoMOBILproduktion auf der Z 2011 Anfang März in Leipzig. Das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS veranschaulichte, wie das Eigenschaftsprofil von besonders stark beanspruchten Bereichen, etwa im Brennraum, an Ventiltellern oder Abgasturboladern durch eine gezielte lokale Veränderung der Randschicht verbessert werden kann. Das Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS demonstrierte hochtemperaturfeste, extrem leichte Turbinenräder aus Siliciumnitrid für Abgasturbolader, die im hoch produktiven Spritzguss hergestellt werden. �� Mit diesem Verfahren kann auch temperaturbeständige Polymerkeramik verarbeitet werden. Sie dient dem kostengünstigen Packaging von Sensoren für die Abgasnachbehandlung. Mit der keramischen Multilayertechnologie zeigt das Fraunhofer IKTS zudem einen Weg, wie solche Sensoren selbst (u. a. für Druck, Temperatur und Ruß) in hohen Stückzahlen zu niedrigen Kosten und mit besserer Qualität gefertigt werden können. Schließlich entstehen mit den Verfahren der IKTS neuartige Rußfilter und Katalysatorträger, die aus Schaumkeramik und extrudierten, porösen Materialien wie Cordierit und niedrig sinterndem Siliciumcarbid hergestellt werden. Einen neuartigen Schalldämpferwerkstoff in Form metallischer Hohlkugelstrukturen entwickelte das Fraunhofer IFAM Dresden. Diese Hohlkugelstrukturen stellen einen selbsttragenden, mechanisch und thermisch stabilen Absorberwerkstoff dar, dessen akustisches Verhalten maßgeschneidert werden kann. PM/CH Technologische Grenzen überwinden Hybrid- und Keramikwälzlager für Halbleiter-, Vakuum-, und Beschichtungstechnik CEROBEAR ist ein weltweit führender Hersteller von Wälzlagerungen mit keramischen Komponenten. Diese Wälzlager finden überall dort Einsatz, wo Standardwälzlager den besonderen Anforderungen nicht mehr genügen oder Betriebskosten und Anlagenverfügbarkeit im Vordergrund stehen. Obwohl Wälzlager in fast allen Bereichen der Technik erfolgreich eingesetzt werden, gibt es immer wieder technologische Grenzen, die nur durch neue Werkstoffe und innovatives Produktdesign überschritten werden können. Anwender aus der Halbleiter-, Vakuum-, und Beschichtungstechnik fordern höchste Zuverlässigkeit und lange Lebensdauer bei geringer Partikelemission in Kombination mit der Eignung zum Trockenlauf. Anwendungen sind direkt im Beschichtungsraum - wie die Transportrolle im Vakuum, der Endblock bei der Glasbeschichtung oder Hochtemperaturanwendungen bis weit über 700 °C. Desweiteren finden sich Cerobear Wälzlager in der kompletten Prozesskette der Halbleitertechnik wie z.B. in der Waferreinigung und der Lithographie. Umfassender Service, über 20 Jahre Erfahrung und eine breite Palette von Hochleistungswerkstoffen machen CEROBEAR zu einem innovativen Partner für Ihre Entwicklung. wirtschaftsjournal.de/id11092001 wirtschaftsjournal.de/id11092002
Anzeige „Extreme Härte“ wirtschaftsjournal.de/id11092101 Jedes Jahr wird der wirtschaftliche Schaden durch Reibung und Verschleiß in Deutschland in zweistelliger Milliardenhöhe beziffert. Mit der Beschichtungstechnologie der pro-beam AG & Co. KGaA können diese Kosten minimiert werden. Dr. Klaus Trojan, Geschäftsbereichsleiter Dünnschichttechnik, stellt das Verfahren im Gespräch mit dem Wirtschaftsjournal vor. Wirtschaftsjournal: Herr Dr. Trojan, pro-beam ist unseren Lesern bisher als Lohnfertigungsbetrieb für das Elektronenstrahlschweißen bekannt. Das Unternehmen hat jedoch auch andere Leistungen zu bieten. Dr. Klaus Trojan: Mit Elektronenstrahlanwendungen sind wir groß geworden und die Strahltechnologie ist zweifelsohne immer noch die Kernkompetenz des Unternehmens. Durch die Gründung der Dünnschichttechnologie hat sich Anfang der neunziger Jahre ein weiterer Geschäftsbereich unter dem Dach der pro-beam Gruppe entwickelt. In den Anfängen der industriellen Nutzung plasmatechnischer Anwendungen hatte pro-beam bereits das enorm technische und wirtschaftliche Potenzial der Beschichtungstechnik erkannt und sich auf die Verfahrensentwicklung und dann auf die ausschließliche Herstellung diamantähnlicher Hartstoffschichten spezialisiert. Diese sind heute unter dem Namen diadur ® DLC als Verschleißschutzbeschichtung von pro-beam bekannt. WJ: Worin liegen die Vorteile dieser Beschichtungstechnologie? Dr. Trojan: Jeder Körper tritt über seine Oberfläche mit der Umwelt in Kontakt. Die Oberfläche ist sozusagen die Schnittstelle zwischen dem Grundwerkstoff und der Umgebung – und gleichzeitig die größte Schwachstelle. Moderne Plasmaverfahren bieten hier ein enormes Lösungspotenzial. Mit ihrer Hilfe können die Eigenschaften einer Ober- Oberflächentechnik Diamantähnliche Schichten von pro-beam schützen vor Verschleiß und ermöglichen hohes Einsparpotenzial Dr. Klaus Trojan, Geschäftsbereichsleiter Dünnschichttechnik der pro-beam AG & Co. KGaA Die diadur ® DLC-Beschichtung findet in vielen Bereichen des Maschinenbaus Anwendung. Dazu gehören insbesondere die Pumpen- und Dichtungsindustrie, die Umform- und Kunststoffspritzgusstechnik, der Motorsport sowie der Medizinalbereich. Die Beschichtung schützt Präzisionsoberflächen vor Reibung und Verschleiß, Kaltverschweißungen und Korrosion. Die tiefschwarze Farbe verleiht der Oberfläche ein ansprechendes Erscheinungsbild. pro-beam AG & Co.KGaA Behringstraße 6 82152 Planegg bei München www.pro-beam.com Drückwerkzeuge für Aluminiumreflektoren fläche gezielt modifiziert und so an das jeweilige Beanspruchungsprofil angepasst werden. Für die Herstellung der kohlenstoffbasierten Hartstoffschichten wurde bei pro-beam ein plasmaaktivierter CVD-Prozess – genannt Chemical Vapor Deposition – entwickelt. Dieses Verfahren ist äußerst umweltschonend, da mit ungiftigen Gasen wie Acetylen oder harmlosen siliziumorganischen Verbindungen innerhalb einer geschlossenen Vakuumkammer prozessiert wird. Dabei werden für den Menschen oder die Umwelt keinerlei belastende Stoffe freigesetzt. WJ: Das Verfahren ist also besonders umweltfreundlich. Was sind die Vorteile von diadur ® DLC? Dr. Trojan: Das Potenzial von diadur ® DLC ist die Kombination von hervorragenden Gleitreibungseigenschaften und extrem hoher Mikrohärte, was dieses Schichtsystem für den Einsatz als Verschleißschutzbeschichtung in Tribosystemen prädestiniert. Daneben hat diadur ® DLC aber auch noch weitere multifunktionale Fähigkeiten wie eine ausgeprägte Antihaftneigung gegenüber Aluminium, Korrosionsbeständigkeit und Biokompatibilität. Damit gelingt es uns, Präzisionsoberflächen in allen Bereichen des Maschinenbaus zu schützen. WJ: Was kann diadur ® DLC bei der Aluminiumverarbeitung noch leisten? Dr. Trojan: Beim Rotationsumformen von Reinstaluminium für zum Beispiel Lichtreflektoren ergeben sich zwei Problematiken. Zum Einen müssen die oftmals hoch polierten Werkzeugoberflächen vor dem Verkratzen geschützt werden. Im Falle facettierter Oberflächen wird zudem ein Maximum an Kantenstabilität gefordert. Zum Anderen neigt Aluminium dazu, auf metallischen Werkzeugoberflächen anzukleben. Hier ist in der Regel der Einsatz von Trennfetten erforderlich. Die Anti-Hafteigenschaft von diadur ® DLC erlaubt es, Umformprozesse ohne den Einsatz von Trennmitteln durchzuführen und somit die Verschlechterung der Lichtreflexion sowie die im Anschluss notwendige Reinigung der hergestellten Reflektoren zu umgehen. In der Serienfertigung zeigen die beschichteten Drückwerkzeuge ihr enormes Potenzial. Wo früher nach jedem zweiten oder dritten Umformvorgang die Werkzeugoberflächen von Aluabrieb gereinigt werden mussten, kann heute im Dreischichtbetrieb mühelos produziert werden. Gesteigerte Produktivität und Reduzierung der gesamt zu betrachtenden Werkzeugkosten sind die Folge. Wirtschaftsjournal | September 2011 21
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Seite 6 und 7: Titel Der Impulsgeber Interview mit
Seite 8 und 9: Titel Kreativer Freiraum für Ideen
Seite 10 und 11: Titel Wiege der Halbleiterindustrie
Seite 12 und 13: 12 Wirtschaftsjournal | September 2
Seite 18 und 19: V2011 18 Wirtschaftsjournal | Septe
Seite 26 und 27: Tiefenwirkung der Oberfläche Dr. U
Seite 40 und 41: Anzeige 40 Wirtschaftsjournal | Sep
Seite 46 und 47: Markt „Emotion im Vordergrund“

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