Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Produktionsschrott wird zum Werkstoff

10.06.2016

Am RWTH-Institut für Metallurgische Prozesstechnik und Metallrecycling wird an kostengünstigen und effizienten Verfahren zur Herstellung und zum Recycling von Titanaluminid geforscht.

„Das ist das Ergebnis unserer Arbeit!“, sagt Janik Brenk vom Institut für Metallurgische Prozesstechnik und Metallrecycling, kurz IME genannt, geleitet von Professor Bernd Friedrich. Der Doktorand zeigt auf einen etwa 1,50 Meter hohen stabförmigen Körper, der neben einem Stahlträger in der großen Werkhalle steht. Er besteht aus Titan, dem Basismaterial für Turbinenschaufeln in Flugzeugtriebwerken. Ein begehrter Werkstoff, leicht, sehr robust und resistent gegen die hohen Temperaturen, die beim Turbinenbetrieb entstehen.


Janik Brenk und Lilian Peters entnehmen im IME eine Kokille, die mit einer Titanaluminid-Legierung gefüllt ist.

Peter Winandy

In der RWTH werden schon seit längerem kostengünstige und effiziente Verfahren zur Herstellung und zum Recycling von Titanaluminid entwickelt. Denn bei der Herstellung von Turbinenschaufeln werden nur zehn Prozent des Materials verwendet, die restlichen 90 Prozent sind Abfall. Im Einsatz halten Turbinenschaufeln zwischen 10.000 und 20.000 Flugstunden. Danach werden sie ersetzt.

Materialnachschub für die Laborversuche in der Intzestraße gibt es also genügend. Zur Verfügung gestellt wird es von Access, einem An-Institut der RWTH. Brenk arbeitet mit dem dort beschäftigten Christoph Vonderstein zusammen. „Wir verfolgen bei unserer Arbeit zwei Ansätze – die Primärherstellung von Titanlegierungen und das Recycling“, erläutert Brenk.

Kaiserpfalz-Preis für RWTH-Metallurgen

Bei beiden Verfahren verfügt die RWTH inzwischen über langjährige Erfahrungen und herausragendes Know-how, das auch entsprechende Anerkennung findet. So wurde in diesem Jahr der mit 50.000 Euro dotierte Kaiserpfalz-Preis der deutschen Wirtschaftsvereinigung Metalle WVM zum bereits dritten Mal dem IME verliehen. Ausgezeichnet wurde damit das Gesamtkonzept zur Kostenminimierung bei der Herstellung von Titanlegierungen. Dieses hat die RWTH inzwischen so perfektioniert, dass im Vergleich zum herkömmlichen Verfahren mehrere Arbeitsschritte eingespart und die Herstellungskosten deutlich reduziert werden können.

„Unsere Verfahren sind vom Grundsatz her nicht ganz neu“, so Brenk. „Wir sind aber besonders gut bei den Rezepturen und der Prozessführung.“ Titan ist ein Stoff, der schwer zu verarbeiten ist – er oxidiert, sobald er mit Sauerstoff in Berührung kommt. Deshalb kann Titan nur unter Schutzgas oder Vakuum verarbeitet werden. Das geschieht in einem großen Induktionsofen, in dem der Produktionsschrott zunächst bei 1.600 Grad Celsius eingeschmolzen und dann zu stabförmigen Körpern vergossen wird. Der in den Guss-Stücken gebundene Sauerstoff wird mit Hilfe von Calcium zu Kalk, der in der Schmelzmasse obenauf schwimmt und abgeschöpft werden kann. Damit das Material möglichst rein ist, folgt im Vakuum-Lichtbogenofen ein weiterer Prozessschritt. Darin wird es umgeschmolzen, um auch die letzten Reste des Calciums und alle gasförmigen Verunreinigungen zu entfernen. Hieraus können nun Turbinenschaufeln hergestellt werden, die nur halb so schwer sind wie herkömmliche mit Nickellegierungen.

Aachener Recycling bald marktreif

Das Aachener Recycling-Verfahren ist jetzt in einer entscheidenden Phase vor der Markteinführung. Mit Industriepartnern wird derzeit die Anwendung im größeren Maßstab vorbereitet. „In fünf bis zehn Jahren könnte das Verfahren marktreif sein“, meint Brenk. Interessant sind sowohl das Primär- als auch das Recycling-Verfahren hauptsächlich für die Flugzeugindustrie, weil dort sehr viel Material anfällt. Aber denkbar wäre auch eine Anwendung in der Fahrzeugindustrie, etwa für Turbolader.

Sebastian Dreher | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Europäisches Exzellenzzentrum für Glasforschung
17.03.2017 | Friedrich-Schiller-Universität Jena

nachricht Vollautomatisierte Herstellung von CAD/CAM-Blöcken für kostengünstigen, hochwertigen Zahnersatz
16.03.2017 | Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungen

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Förderung des Instituts für Lasertechnik und Messtechnik in Ulm mit rund 1,63 Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise

TU-Bauingenieure koordinieren EU-Projekt zu Recycling-Beton von über sieben Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise