Helmholtz-Zentrum Geesthacht, Tuesday, 21-May-2013 21:28:42 CEST
http://www.hzg.de/institute/materials_research/structure/magic/powder_technology/profile/index.html.de

Profil

Die Mitarbeiter der Abteilung Pulvertechnologie vor dem kombinierten Sinter- und Entbinderungsofen XVAC Die Mitarbeiter der Abteilung Pulvertechnologie vor dem kombinierten Sinter- und Entbinderungsofen XVAC

Das Ziel der Abteilung Pulvertechnologie besteht darin, hochkomplexe, für ihren jeweiligen Einsatz optimierte Bauteile aus feinen Metallpulvern herzustellen. Damit wird in konsequenter Weise die am Institut für Werkstoffforschung ebenfalls angesiedelte Pulverherstellung mittels Gasverdüsung oder Hochenergiemahlen technologisch im Hinblick auf die Bauteilherstellung ergänzt. Das Verfahren basiert auf der Technologie des Metallpulverspritzgießens (MIM: Metal Injection Moulding), das die Formgebungsmöglichkeiten des Spritzgießens (analog zur Kunststoffverarbeitung) mit der Pulverkonsolidierung mittels Sinterung kombiniert.

Der Schwerpunkt unserer Arbeit liegt in der Weiterentwicklung der MIM-Technologie, um diese bei herkömmlich schwierig oder gar nicht zu verarbeitenden Werkstoffen anwenden zu können. Weiterhin wollen wir die Anwendungsmöglichkeiten der MIM-Technologie über die reine Bauteilherstellung hinaus erweitern. So ermöglichen Teilprozesse (wie Spritzgießen, Entbinderung und Sinterung) vielfältige Ansätze zur Realisierung von z. B. Verbindungen gleicher oder unterschiedlicher Materialien, Gelenken, porösen Strukturen usw.

Um unsere Ziele zu erreichen, führen wir neben der reinen Prozessentwicklung je nach Aufgabenstellung auch Werkstoff- und Feedstockentwicklung durch. Die Feedstockherstellung findet komplett unter Schutzgasatmosphäre statt, so dass auch sauerstoffempfindliche Pulver verarbeitet werden können. Als aktuelle Entwicklungsarbeiten sind insbesondere die MIM-Verarbeitung von Magnesium- und von TiAl-basierten Pulvern zu nennen. Beide Themenbereiche sind im Helmholtz-Programm "Funktionale Werkstoffsysteme" angesiedelt. Die besondere Herausforderung bei Mg- und Ti-basierten Legierungen liegt in der hohen Affinität dieser Werkstoffe zu Sauerstoff. Schon geringe, im Prozess aufgenommene Mengen können die mechanischen Eigenschaften stark beeinflussen und bis zur Unbrauchbarkeit der gesinterten Bauteile führen. Die im MIM-Prozess verwendeten feinen Pulver bieten eine besonders große Angriffsfläche und müssen deshalb durch verfahrenstechnische und ggf. werkstoffphysikalische Maßnahmen geschützt werden.

Implantierbare Schraube zur Wirbelreparatur, MIM aus TiAl6Nb7 Pulver (Design: Tricumed Medizintechnik GmbH) Implantierbare Schraube zur Wirbelreparatur, MIM aus TiAl6Nb7 Pulver (Design: Tricumed Medizintechnik GmbH)

Ein Beispiel für den erfolgreichen Transfer von Entwicklungsergebnissen in die kommerzielle Anwendung bietet die langjährige Kooperation mit der Kieler Firma Tricumed Medizintechnik GmbH. Ein gemeinsames Förderprojekt führte zu der Entwicklung einer speziellen MIM-Prozessroute zur Verarbeitung der Titanlegierungen TiAl6Nb7 und TiAl6V4 zu hochduktilen Bauteilen mit Festigkeiten nahe denen der Ausgangslegierungen. Die Kooperation führte Ende 2003 zur Gründung der Firma TiJet Medizintechnik GmbH als Tochterfirma von Tricumed, die heute als erster kommerzieller Hersteller weltweit die MIM-Fertigung von Implantaten aus Titan anbietet.