Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Hart auf Draht

30.01.2002


Mit finiten Elementen lassen sich Walzprozesse simulieren und optimieren. Zwischen den großen Stützwalzen aus Stahl (blau), den Arbeitswalzen aus Keramik (orange) und dem Draht (rot) treten hohe Kräfte auf.

© Fraunhofer IWM


Prüfstand mit Walzen aus dem keramischen Werkstoff Siliciumnitrid

© Fraunhofer IWM


Drähte werden an allen Ecken und Enden der Welt gezogen. Doch werden sie nicht nur gezogen, sondern häufig gewalzt. Wesentlich härter als Metalldrähte und -bänder müssen die Walzen sein, die ihnen die gewünschten Abmessungen oder ein Profil verleihen. Das wichtigste Merkmal der dafür verwendeten Stähle und Hartmetalle wie Wolframkarbid ist deren Verschleißbeständigkeit. Denn möglichst lang sollen die Walzwerke mit bis zu zehn Metern pro Sekunde einen Draht gleichbleibend hoher Qualität ausspucken. Was liegt da näher, als Walzen aus verschleißfesteren Keramiken - wie etwa Siliciumnitrid - herzustellen? Weitere Vorteile dieses harten Materials gegenüber Stahl: Es hält höhere Temperaturen aus (Draht wird oft heiß gewalzt), haftet nicht so stark am Walzgut und ist leicht. Der Nachteil höherer Kosten wird durch die mehrfach verlängerte Standzeit des Werkzeugs wieder ausgeglichen.

»Ganz so einfach ist es nicht«, weiß Dr. Andreas Kailer vom Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM aus Erfahrung. »Sonst würden wir in Freiburg keine aufwendigen numerischen Simulationen durchführen. Damit optimieren wir einerseits den Sinterprozess der Keramik, um riss- und spannungsfreie Walzen zu erhalten. Andererseits hilft uns der Computer, den Walzprozess selbst besser zu verstehen. Denn messtechnisch sind die bei der Verformung des Drahtes im Walzspalt auftretenden Kräfte kaum zugänglich.«

Auf reale Versuche kann dennoch nicht verzichtet werden, und dazu bauten die Wissenschaftler einen Walzprüfstand. Dabei geht es um Fragen wie: In welcher Weise hängt der Verschleiß der keramischen Oberfläche mit ihrer Festigkeit und Rauheit zusammen? Wie beeinflusst dies das Anhaften des gewalzten Metalls? Welche Verfahren der Oberflächenbearbeitung bieten sich für die Keramiken an? Wie lässt sich der Verbrauch von Kühlschmierstoffen reduzieren?

Viele solcher Fragen sind nach einem Jahr Projektlaufzeit bereits gelöst. Nun sind die Forscher auf Draht, denn es steht eine entscheidende Phase bevor: Die ersten Keramikwalzen müssen bei den kooperierenden Unternehmen den Härtetest bestehen. Die dort gewonnenen Erfahrungen werden dazu dienen, Keramiken und Walzprozesse weiter zu verbessern.

Dr. Andreas Kailer | Mediendienst

Weitere Berichte zu: Draht Keramik Walze Walzprozess

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Makro-Mikrowelle macht Leichtbau für Luft- und Raumfahrt effizienter
23.06.2017 | Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP

nachricht Materialwissenschaft: Widerstand wächst auch im Vakuum
22.06.2017 | Friedrich-Schiller-Universität Jena

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Hyperspektrale Bildgebung zur 100%-Inspektion von Oberflächen und Schichten

„Mehr sehen, als das Auge erlaubt“, das ist ein Anspruch, dem die Hyperspektrale Bildgebung (HSI) gerecht wird. Die neue Kameratechnologie ermöglicht, Licht nicht nur ortsaufgelöst, sondern simultan auch spektral aufgelöst aufzuzeichnen. Das bedeutet, dass zur Informationsgewinnung nicht nur herkömmlich drei spektrale Bänder (RGB), sondern bis zu eintausend genutzt werden.

Das Fraunhofer IWS Dresden entwickelt eine integrierte HSI-Lösung, die das Potenzial der HSI-Technologie in zuverlässige Hard- und Software überführt und für...

Im Focus: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Future Security Conference 2017 in Nürnberg - Call for Papers bis 31. Juli

26.06.2017 | Veranstaltungen

Von Batterieforschung bis Optoelektronik

23.06.2017 | Veranstaltungen

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Einblick ins geschlossene Enzym

26.06.2017 | Biowissenschaften Chemie

Laser – World of Photonics: Offene und flexible Montageplattform für optische Systeme

26.06.2017 | Messenachrichten

Biophotonische Innovationen auf der LASER World of PHOTONICS 2017

26.06.2017 | Messenachrichten