Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Hohlkugeln aus Metall

01.10.2009
Metallische geschliffene Hohlkugeln herstellen – kein Problem, mag so mancher denken. De facto gab es diese bisher nur ab einer bestimmten Größe. Forscher haben nun erstmals geschliffene Hohlkugeln hergestellt, die eine Größe von nur zwei bis zehn Millimetern haben.

Neue Antriebstechnologien sowie leichtere und leistungsfähigere Werkstoffe sollen dafür sorgen, dass Flugzeuge und Kraftfahrzeuge treibstoffsparender vorankommen. Oft jedoch liegt die Lösung im Detail.

Beispielsweise bei Magnetkugelventilen: Sollen sie extrem schnell reagieren, müssen die enthaltenen Kugeln möglichst leicht sein – ebenso bei sehr schnell bewegten Lagern. Eine mögliche Lösung: Hohlkugeln aus Stahl.

Forscher des Fraunhofer-Instituts für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM in Dresden und der hollomet GmbH Dresden haben nun die Grundlage gelegt für schnell reagierende Kugelventile und -lager. »Beim Einspritzventil sorgt eine Kugel dafür, dass sich das Ventil öffnet und schließt. Je leichter die Kugel, desto schneller lässt sie sich bewegen«, sagt Dr.-Ing. Hartmut Göhler, Projektleiter am IFAM. Bisher konnte man Kugeln in diesen Größen nur massiv herstellen.

Die massive Kugel ist jedoch verhältnismäßig schwer und reagiert in einem Kugelventil daher langsam. »Wir konnten erstmals metallische Hohlkugeln mit dem passenden Durchmesser von nur zwei bis zehn Millimeter herstellen. Die hohlen Kugeln sind um 40 bis 70 Prozent leichter als massive.« Als Ausgangsstoff dienen Styropor-kugeln. In einem Wirbelbettverfahren pustet ein Luftstrom die Kugeln hoch und hält sie in der Schwebe, während von oben eine Suspension aus Metallpulver und Binder daraufgesprüht wird. Ist die Metallschicht auf den Kugeln dick genug, folgt eine Wärmebehandlung: In einem ersten Schritt verdampfen dabei alle organischen Bestandteile, das Styropor und der Binder.

Die Reststoffe sind gasförmig und entweichen durch die Poren in der Metallschicht. Zurück bleibt eine zerbrechliche Kugel aus Metall. Diese wird nun knapp unterhalb der Schmelztemperatur gesintert. Die Metallpulverkörnchen verbinden sich dabei, die Schale wird fest und dicht. Die Kugel ist nun stabil genug, um in einer Schleifmaschine geschliffen zu werden. Der Druck darf dabei nicht zu hoch sein, sonst verformt sich die hohle Kugel. Die Wandstärke kann auf Dicken zwischen einigen Zehntelmillimetern und einem Millimeter eingestellt werden.

Anwendungen sieht Göhler überall dort, wo eine geringe Massenträgheit gefordert ist. »Durch die Hohlkugeln ergeben sich sicherlich auch noch einige Anwendungen, die bisher nicht zu realisieren waren«, ist sich Göhler sicher. Geschliffene Kugeln aus Stahl haben die Wissenschaftler bereits realisiert, andere Metalle wie Titan und verschiedene Legierungen sind für die Zukunft vorgesehen.

Dr.-Ing. Hartmut Göhler | Fraunhofer Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de/presse/presseinformationen/2009/10/hohlkugeln-aus-metall.jsp

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide
20.01.2017 | Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP

nachricht Metamaterial: Kettenhemd inspiriert Physiker
19.01.2017 | Karlsruher Institut für Technologie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Im Focus: Traffic jam in empty space

New success for Konstanz physicists in studying the quantum vacuum

An important step towards a completely new experimental access to quantum physics has been made at University of Konstanz. The team of scientists headed by...

Im Focus: Textiler Hochwasserschutz erhöht Sicherheit

Wissenschaftler der TU Chemnitz präsentieren im Februar und März 2017 ein neues temporäres System zum Schutz gegen Hochwasser auf Baumessen in Chemnitz und Dresden

Auch die jüngsten Hochwasserereignisse zeigen, dass vielerorts das natürliche Rückhaltepotential von Uferbereichen schnell erschöpft ist und angrenzende...

Im Focus: Wie Darmbakterien krank machen

HZI-Forscher entschlüsseln Infektionsmechanismen von Yersinien und Immunantworten des Wirts

Yersinien verursachen schwere Darminfektionen. Um ihre Infektionsmechanismen besser zu verstehen, werden Studien mit dem Modellorganismus Yersinia...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

Künftige Rohstoffexperten aus aller Welt in Freiberg zur Winterschule

18.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

21.500 Euro für eine grüne Zukunft – Unserer Umwelt zuliebe

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

innovations-report im Interview mit Rolf-Dieter Lafrenz, Gründer und Geschäftsführer der Hamburger Start ups Cargonexx

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

Niederlande: Intelligente Lösungen für Bahn und Stahlindustrie werden gefördert

20.01.2017 | Förderungen Preise