Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Titan für den Einsatz in Großserien

05.04.2005


Es ist härter als Stahl und gleichzeitig erheblich leichter. Es ist hitzebeständiger als Aluminium. Kein Wunder, dass Titan im Schiffs- und Automobilbau sowie in der Luft- und Raumfahrttechnik als einer der Werkstoffe der Zukunft gilt. Nur einen wesentlichen Nachteil haben Titanlegierungen: Sie sind schwer zu bearbeiten. Zwei neue Verfahren erleichtern die Bearbeitung erheblich, senken die Fertigungskosten und können dem Werkstoff eine glänzende Karriere in der Industrie eröffnen.


Beim Spanen von Ti Al6 V4 entstehen lange Wirrspäne (links), Ti Al6 V4 La erzeugt kurze Bröckelspäne (rechts).
IfW - TU Braunschweig



Beide wurden am Institut für Werkstoffe der Technischen Universität Braunschweig entwickelt und von der Universität im Juli 2003 zum Patent angemeldet. Das Patent wurde im Januar 2005 durch das Deutsche Patent- und Markenamt erteilt.



"Wir suchen jetzt nach Industriepartnern, die unsere Entwicklungen einsetzen", meint der Erfinder Prof. Joachim Rösler. "Für die Hersteller etwa von Turboladern, in der Flugtriebwerkstechnik und in der Automobilindustrie wird die Verwertung unseres Patentes von hohem Nutzen sein. Nicht zuletzt auch wegen der sinkenden Rohstoffkosten ist Titan einer der Werkstoffe der Zukunft im Maschinenbau.

Leichter spanbar durch Lanthan

Wo immer leichte, hochfeste und gleichzeitig hitzebeständige Materialien erforderlich sind, bietet sich die Titanlegierung "TiAl6V4" an. Allerdings dauert beispielsweise die Fertigung eines Turboladerverdichterrades für den Schiffsbau etwa 50 Stunden bei hohem Werkzeugverschleiß, während sich ein solches Bauteil aus Aluminium in nur fünf Stunden fräsen lässt.

Eine neue, leicht spanbare Titanlegierung, die am Institut für Werkstoffe entwickelt wurde, senkt den Werkzeugverschleiß bei der spanenden Bearbeitung und damit die Fertigungskosten erheblich. Durch den Zusatz von Lanthan (griechisch "sich verstecken"), ein Element, das in Erzen zur Gewinnung seltener Erden "versteckt" ist, entstehen bei der Fertigung kurz brechende Späne. So lässt sich der Wärmeeintrag in die Werkzeuge verringern, die Schneidplatten halten deutlich länger oder können entsprechend schneller arbeiten. Zusätzlich lassen sich verschiedene Fertigungsprozesse, wie zum Beispiel Bohren oder Drehen, durch die Verwendung der neuen Titanlegierung automatisieren. So ist dann zukünftig der Einsatz von Titan in der Massenfertigung denkbar. Dieser Effekt ist bei der Herstellung von Bauteilen aus Stählen seit langem bekannt und wird bei einer speziellen Stahlsorte, den "Automatenstählen" ausgenutzt. Eine Übertragung auf die Bearbeitung von Titanlegierungen war jedoch bis zur Erfindung der braunschweiger Werkstoffwissenschaftler nicht gelungen. Durch das Legierungselement Lanthan wurde jetzt also "Automatentitan" entwickelt.

Weicher durch Wasserstoff

Die Erfinder Prof. Joachim Rösler vom Institut für Werkstoffe der TU Braunschweig und seine Mitarbeiter Carsten Siemers und Dr. Martin Bäker haben Titanbauteile durch eine spezielle Wärmebehandlung dazu gebracht, Wasserstoff einzulagern, der anschließend wieder entzogen wird. Bei der Zerspanung konnten sie nachweisen, dass die mechanische und thermische Belastung des Werkzeugs erheblich geringer ausfallen. Die Schnittkräfte werden um bis zu 50 Prozent gesenkt. Das verringert die Fertigungskosten drastisch.

Um die ursprünglichen Materialeigenschaften zu erhalten, entzogen die Wissenschaftler dem Bauteil anschließend den Wasserstoff durch eine erneute Wärmebehandlung. Alle positiven Materialeigenschaften wurden dadurch wieder hergestellt. Das Verfahren ist für die Produktion von Großserien besonders geeignet, da mehrere Teile gleichzeitig behandelt werden können.

Zu sehen als Beitrag der TU Braunschweig auf der Hannover Messe vom 11. bis 15. April 2005 Halle 2, Stand A10

Dr. Elisabeth Hoffmann | idw
Weitere Informationen:
http://www.ifw.tu-bs.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Verfahrenstechnologie:

nachricht 3D-Bilder von Krebszellen im Körper: Medizinphysiker aus Halle stellen neues Verfahren vor
16.05.2018 | Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg

nachricht Innovatives Verfahren zur umweltschonenden Gülleaufbereitung kommt auf den Markt
03.05.2018 | Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Bose-Einstein-Kondensat im Riesenatom - Universität Stuttgart untersucht exotisches Quantenobjekt

Passt eine ultrakalte Wolke aus zehntausenden Rubidium-Atomen in ein einzelnes Riesenatom? Forscherinnen und Forschern am 5. Physikalischen Institut der Universität Stuttgart ist dies erstmals gelungen. Sie zeigten einen ganz neuen Ansatz, die Wechselwirkung von geladenen Kernen mit neutralen Atomen bei weitaus niedrigeren Temperaturen zu untersuchen, als es bisher möglich war. Dies könnte einen wichtigen Schritt darstellen, um in Zukunft quantenmechanische Effekte in der Atom-Ion Wechselwirkung zu studieren. Das renommierte Fachjournal Physical Review Letters und das populärwissenschaftliche Begleitjournal Physics berichteten darüber.*)

In dem Experiment regten die Forscherinnen und Forscher ein Elektron eines einzelnen Atoms in einem Bose-Einstein-Kondensat mit Laserstrahlen in einen riesigen...

Im Focus: Algorithmen für die Leberchirurgie – weltweit sicherer operieren

Die Leber durchlaufen vier komplex verwobene Gefäßsysteme. Die chirurgische Entfernung von Tumoren ist daher oft eine schwierige Aufgabe. Das Fraunhofer-Institut für Bildgestützte Medizin MEVIS hat Algorithmen entwickelt, die die Bilddaten von Patienten analysieren und chirurgische Risiken berechnen. Leberkrebsoperationen werden damit besser planbar und sicherer.

Jährlich erkranken weltweit 750.000 Menschen neu an Leberkrebs, viele weitere entwickeln Lebermetastasen aufgrund anderer Krebserkrankungen. Ein chirurgischer...

Im Focus: Positronen leuchten besser

Leuchtstoffe werden schon lange benutzt, im Alltag zum Beispiel im Bildschirm von Fernsehgeräten oder in PC-Monitoren, in der Wissenschaft zum Untersuchen von Plasmen, Teilchen- oder Antiteilchenstrahlen. Gleich ob Teilchen oder Antiteilchen – treffen sie auf einen Leuchtstoff auf, regen sie ihn zum Lumineszieren an. Unbekannt war jedoch bisher, dass die Lichtausbeute mit Elektronen wesentlich niedriger ist als mit Positronen, ihren Antiteilchen. Dies hat Dr. Eve Stenson im Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP) in Garching und Greifswald jetzt beim Vorbereiten von Experimenten mit Materie-Antimaterie-Plasmen entdeckt.

„Wäre Antimaterie nicht so schwierig herzustellen, könnte man auf eine Ära hochleuchtender Niederspannungs-Displays hoffen, in der die Leuchtschirme nicht von...

Im Focus: Erklärung für rätselhafte Quantenoszillationen gefunden

Sogenannte Quanten-Vielteilchen-„Scars“ lassen Quantensysteme länger außerhalb des Gleichgewichtszustandes verweilen. Studie wurde in Nature Physics veröffentlicht

Forschern der Harvard Universität und des MIT war es vor kurzem gelungen, eine Rekordzahl von 53 Atomen einzufangen und ihren Quantenzustand einzeln zu...

Im Focus: Explanation for puzzling quantum oscillations has been found

So-called quantum many-body scars allow quantum systems to stay out of equilibrium much longer, explaining experiment | Study published in Nature Physics

Recently, researchers from Harvard and MIT succeeded in trapping a record 53 atoms and individually controlling their quantum state, realizing what is called a...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

„Data Science“ – Theorie und Anwendung: Internationale Tagung unter Leitung der Uni Paderborn

18.05.2018 | Veranstaltungen

Visual-Computing an Bord der MS Wissenschaft

17.05.2018 | Veranstaltungen

Tagung »Anlagenbau und -betrieb der Zukunft«

17.05.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Bose-Einstein-Kondensat im Riesenatom - Universität Stuttgart untersucht exotisches Quantenobjekt

18.05.2018 | Physik Astronomie

Countdown für Kilogramm, Kelvin und Co.

18.05.2018 | Physik Astronomie

Wie Immunzellen Bakterien mit Säure töten

18.05.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics