Zwei Lehrstühle präsentieren auf der Hannover-Messe Industrie

Mit einem neuartigen Verfahren zur Herstellung, Verarbeitung und Veredelung nicht-metallischer Werkstoffe und innovativen Lösungen für den Leichtbau ist die Universität Bayreuth auf der größten Industriemesse der Welt, der Hannover Messe, vertreten, die noch bis zum kommenden Sonntag in der niedersächsischen Landeshauptstadt stattfindet. Beide Messebeiträge sind von Wissenschaftlern der Fakultät für Angewandte Naturwissenschaften (FAN) beigesteuert worden.
Der Lehrstuhl für Werkstoffverarbeitung (Professor Dr. Monika Willert-Porada) präsentiert in Hannover LAMP (Laser Assisted Microwave Processing), ein neuartiges Verfahren zur Herstellung, Verarbeitung und Veredelung nicht-metallischer Werkstoffe, insbesondere keramischer Hochteperatur-Werkstoffe und anorganischer Gläser, das auf einer kombinierten Anwendung von Laser- und Mikrowelleneinstrahlung beruht. Hierbei wird die hohe lokale Energiedichte eines Lasers zur Zündung einer oberflächengebundenen Mirkrowellen-Plasmaentladung genutzt, wobei die Positionierungsgenauigkeit und die Verfahrbarkeit dieser Plasmaentladung auf der Werkstückoberfläche durch eine Präzisionssteuerung des Laserstrahls gewährleistet wird.
Die Energieeintragung ins Plasma erfolgt durch die Mikrowellen. Damit wird das Werkstück wesentlich schonender mit Wärme behandelt, als bei einer direkten Lasererwärmung. Tiefe und Breite der Wärmeeinflusszone im keramischen Material können gegenüber einer Laserbehandlung stark vergrößert werden ohne das Werkstück zu schädigen. Die lasertypische Schneidwirkung tritt beim LAMP nicht auf.
Auf der Hannover Messe werden ein im Labor eingesetzter Prototyp der LAMP-Anlage und Prozessbeispiele vorgestellt. Ziel der aktuellen apparativen Entwicklung ist eine vielfältig anwendbare LAMP-Anlage, die mit hoher Ortsauflösung keramische Schmelzen auf keramischen oder metallischen Substraten und auf Gläsern erzeugt.
Der Lehrstuhl Metallische Werkstoffe ist mit Dr.-Ing. Jean Pierre Bergmann und innovativen Lösungen für den Leichtbau auf der Industriemesse vertreten. Gerade der Automobilbereich hat im letzten Jahrzehnt dafür gesorgt, dass aus Gewichts- und Kostengründen vermehrt Leichtwerkstoffe eingesetzt werden. Die Lasertechnologie hat sich dabei als geeignetes Schweißverfahren etabliert. Das steigende Interesse an Leichtbau führt derzeit zu weiteren Anwendungen von anderen Leichtwerkstoffen, die bisher vor allem in der Luft- und Raumfahrttechnik verwendet wurden. Daher wird nun vor allem die Laserschweißeignung von hochfesten Aluminiumlegierungen, Titan- und Magnesiumwerkstoffen untersucht, da es nicht ausreichend ist, einen Werkstoff durch einen anderen “blind zu ersetzten”.
Vor diesem Hintergrund wird von den Bayreuther Wissenschaftlern das gezielte Zusammenfügen von Werkstoffkombinationen gezeigt. So konnte am Lehrstuhl Metallische Werkstoffe mit einem Nd: YAG-Laser verzinkter Stahl mit Aluminium erfolgreich verfügt werden. Da Werkstoffe wie Magnesium und Titan schlicht verformbar sind, wurden Lösungen gefunden, Profile als Schweißkonstruktionen auszuführen. Dabei kann die Form frei ausgewählt werden. Schließlich können die lokalen Eigenschaften von Leichtwerkstoffen, wie z.B. die Verschleißbeständigkeit, ebenfalls mit Lasertechnologie wirtschaftlich gelöst werden. So führten die am Lehrstuhl vorgenommen Untersuchungen an Aluminiumzylinderlaufflächen zu einer Verbesserung der Gesamteigenschaften.