Ein neuartiger Sensor löst weitere Innovationen aus

Die diesjährige Auszeichnung geht an ein IGF-Projekt aus dem Bereich Werkstofftechnik. Der Festakt findet am 9. November 2010 während der 83. Tagung des Wissenschaftlichen Rates der AiF in Berlin-Adlershof statt.

Stahl ist ein beliebter Werkstoff, vor allem deshalb, weil er die unterschiedlichsten Eigenschaften aufweisen kann, je nach Art der Vorbehandlung. Das wichtigste Verfahren dazu ist das Härten, das mit unterschiedlichen Methoden erfolgen kann.

Eine davon ist das so genannte Bainitisieren, bei dem Bauteile nach dem Erwärmen auf Härtetemperatur nicht zügig bis auf Raumtemperatur abgeschreckt, sondern in Warmbädern teilweise mehrere Stunden bei höheren Temperaturen gehalten werden.

Dieses Verfahren hat viele technologische Vorteile, so zum Beispiel behalten die Bauteile während der Behandlung ihre Maße und Formen weitgehend bei und haben zudem bessere Zähigkeitseigenschaften. Allerdings hat es auch einen gravierenden Nachteil, nämlich die lange Behandlungsdauer. Da man diese bisher nur empirisch abschätzen konnte und, um ausreichende Prozesssicherheit zu gewährleisten, mit hohen Zeitzuschlägen arbeiten musste, war diese Methode für viele Anwendungen unrentabel.

Abhilfe kam aus den Reihen der Industriellen Gemeinschaftsforschung, als die Wissenschaftler Dr.-Ing. Wilfried Reimche von der Leibniz Universität Hannover, Institut für Werkstoffkunde, und Dr.-Ing. Heinrich Klümper-Westkamp von der Stiftung Institut für Werkstofftechnik in Bremen eine neue Messtechnik für das Bainitisieren entwickelten. Ein elektromagnetischer Sensor macht es nun möglich, den Prozessablauf kontinuierlich zu verfolgen und das Ende der Behandlungszeit zu erkennen.

Dank dieser berührungslosen Messtechnik reduzieren sich die Behandlungszeiten um 20 bis 50 Prozent. Gleichzeitig steht den Anwendern ein ausgezeichnetes System zur Qualitätskontrolle zur Verfügung, mit dem mögliche Ausfallchargen bereits während des Umwandlungsprozesses erkannt und korrigiert werden können. Der Bainitsensor ist gerade für kleine und mittlere Unternehmen eine kostengünstige Möglichkeit, den Umwandlungsvorgang zu beurteilen und zu dokumentieren.

Im Unterschied zur bisherigen Analysemethode, bei der Materialproben entnommen werden mussten, ist die innovative Methode zerstörungsfrei und verläuft direkt im Prozess. Sie ist robuster, bedienungsfreundlicher und besser automatisierbar. Außerdem können demnächst Bauteileigenschaften und Qualitätssicherung im Fertigungsprozess gezielt eingestellt werden.

Die neue Messtechnik ist so präzise und vielfältig nutzbar, dass auf ihrer Basis weitere innovative Verfahren entwickelt werden können, wie zum Beispiel das partielle oder mehrstufige Bainitisieren. Sie versprechen ein beachtliches Potenzial, wenn es um die Steigerung der Lebensdauer von Bauteilen geht. Dass der konsequente Einsatz dieser Sensortechnik zu Energieeinsparungen von über 20 Prozent und damit zu wirtschaftlicheren und energieeffizienteren Fertigungsketten für Hochleistungsbauteile führen wird, sind sich die beiden Forscher, die den diesjährigen Otto von Guericke-Preis entgegen nehmen, einig.

Dr.-Ing. Wilfried Reimche (61) ist promovierter Maschinenbauer und seit 1986 Akademischer Direktor an der Leibniz Universität Hannover. Seit 2000 leitet er zudem den Bereich Zerstörungsfreie Prüfverfahren am Institut für Werkstoffkunde. Dr.-Ing. Heinrich Klümper-Westkamp (54) ist Diplom-Physiker, er promovierte im Fachbereich Produktionstechnik und leitet seit 1989 in der Stiftung Institut für Werkstofftechnik in Bremen die Arbeitsgruppe Sensorik in der Wärmebehandlung.

Über die AiF
Die AiF – Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. – fördert seit 1954 Forschung und Entwicklung zugunsten mittelständischer Unternehmen. Als Dach eines Netzwerks mit 101 Forschungsvereinigungen bietet sie praxisnahe Innovationsberatung. Sie ist Träger der Industriellen Gemeinschaftsforschung und betreut gemeinsam mit der AiF Projekt GmbH, ihrer einhundertprozentigen Tochter, weitere Förderprogramme der öffentlichen Hand. Pro Jahr fließen über die AiF ca. 400 Millionen Euro öffentliche Mittel in mehrere Tausend Forschungsprojekte.
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