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 Phänomenologisches Berechnungskonzept verkürzt das Auslegen von Spritzgussformteilen
13.08.2018 | Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF

nachricht Nachweis von Mikroplastik im Wasser: Fraunhofer CSP entwickelte smarte Filteranlagen
02.08.2018 | Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Neue interaktive Software: Maschinelles Lernen macht Autodesigns aerodynamischer

Neue Software verwendet erstmals maschinelles Lernen um Strömungsfelder um interaktiv designbare 3D-Objekte zu berechnen. Methode wird auf der renommierten SIGGRAPH-Konferenz vorgestellt

Wollen Ingenieure oder Designer die aerodynamischen Eigenschaften eines neu gestalteten Autos, eines Flugzeugs oder anderer Objekte testen, lassen sie den...

Im Focus: New interactive machine learning tool makes car designs more aerodynamic

Scientists develop first tool to use machine learning methods to compute flow around interactively designable 3D objects. Tool will be presented at this year’s prestigious SIGGRAPH conference.

When engineers or designers want to test the aerodynamic properties of the newly designed shape of a car, airplane, or other object, they would normally model...

Im Focus: Der Roboter als „Tankwart“: TU Graz entwickelt robotergesteuertes Schnellladesystem für E-Fahrzeuge

Eine Weltneuheit präsentieren Forschende der TU Graz gemeinsam mit Industriepartnern: Den Prototypen eines robotergesteuerten CCS-Schnellladesystems für Elektrofahrzeuge, das erstmals auch das serielle Laden von Fahrzeugen in unterschiedlichen Parkpositionen ermöglicht.

Für elektrisch angetriebene Fahrzeuge werden weltweit hohe Wachstumsraten prognostiziert: 2025, so die Prognosen, wird es jährlich bereits 25 Millionen...

Im Focus: Robots as 'pump attendants': TU Graz develops robot-controlled rapid charging system for e-vehicles

Researchers from TU Graz and their industry partners have unveiled a world first: the prototype of a robot-controlled, high-speed combined charging system (CCS) for electric vehicles that enables series charging of cars in various parking positions.

Global demand for electric vehicles is forecast to rise sharply: by 2025, the number of new vehicle registrations is expected to reach 25 million per year....

Im Focus: Der „TRiC” bei der Aktinfaltung

Damit Proteine ihre Aufgaben in Zellen wahrnehmen können, müssen sie richtig gefaltet sein. Molekulare Assistenten, sogenannte Chaperone, unterstützen Proteine dabei, sich in ihre funktionsfähige, dreidimensionale Struktur zu falten. Während die meisten Proteine sich bis zu einem bestimmten Grad ohne Hilfe falten können, haben Forscher am Max-Planck-Institut für Biochemie nun gezeigt, dass Aktin komplett von den Chaperonen abhängig ist. Aktin ist das am häufigsten vorkommende Protein in höher entwickelten Zellen. Das Chaperon TRiC wendet einen bislang noch nicht beschriebenen Mechanismus für die Proteinfaltung an. Die Studie wurde im Fachfachjournal Cell publiziert.

Bei Aktin handelt es sich um das am häufigsten vorkommende Protein in höher entwickelten Zellen, das bei Prozessen wie Zellstabilisation, Zellteilung und...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Das Architekturmodell in Zeiten der Digitalen Transformation

14.08.2018 | Veranstaltungen

EEA-ESEM Konferenz findet an der Uni Köln statt

13.08.2018 | Veranstaltungen

Digitalisierung in der chemischen Industrie

09.08.2018 | Veranstaltungen

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

Kleine Helfer bei der Zellreinigung

14.08.2018 | Biowissenschaften Chemie

Neue Oberflächeneigenschaften für holzbasierte Werkstoffe

14.08.2018 | Materialwissenschaften

Fraunhofer IPT unterstützt Zweitplatzierten bei SpaceX-Wettbewerb

14.08.2018 | Förderungen Preise

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