| News

HZG präsentiert Forschung auf der WERKSTOFFWOCHE

Vom 14. bis einschließlich 17. September findet die WERKSTOFFWOCHE 2015 in Dresden statt. Sie kombiniert das Format eines Fachkongresses mit dem einer Fachmesse und bringt so Werkstoffexperten und Industrieanwender zusammen. Auch Forscher vom Helmholtz-Zentrum Geesthacht (HZG) sind auf der Schau vertreten und präsentieren wissenschaftliche Erkenntnisse in den Gebieten Automobilbau, Luftfahrt und Medizin.

News_Werkstoffw-Messestand

Ein Blickfanf auf dem 48 Quadratmeter großen Messestand sind die großflächigen Banner und das Konzeptfahrzeug von POSCO. Es zeigt, welche Autoteile künftig aus dem besonders leichten Werkstoff Magnesium hergestellt werden können.

Ein Blickfang ist das Konzeptfahrzeug der Pohang Iron and Steel Company (POSCO), welches das koreanische Unternehmen im Rahmen einer Forschungskooperation mit dem HZG gefertigt hat. Es zeigt eindrücklich, welche Autoteile künftig aus dem besonders leichten Werkstoff Magnesium hergestellt werden können. Ob Radfelgen, Dach oder Motorhaube, Magnesium lässt sich als Legierung an verschiedenen Stellen im Auto einsetzen. Magnesium ist bis zu viermal leichter als Stahl und wiegt um ein Drittel weniger als Aluminium. Ein Grund, warum die Autoindustrie schon heute gezielt Magnesiumkomponenten einsetzt, zum Beispiel in der Form von Lenkrädern, Getriebegehäusen oder Instrumententafelträgern. Auch in der Kabine von Flugzeugen sind Magnesiumteile künftig denkbar. Trotzdem bleibt der Magnesiumeinsatz im Fahrzeugbau bisher begrenzt. Dies liegt vor allem an einer vergleichsweise hohen Korrosionsanfälligkeit, der eingeschränkten Umformbarkeit und geringer mechanischer Belastbarkeit von Magnesium und seinen Legierungen.

Am HZG im MagIC (Magnesium Innovations Centre) erforschen und entwickeln die Wissenschaftler neuartige Magnesiumwerkstoffe. Der Fokus liegt auf leistungsstarken Legierungen, verbesserten Herstellungsverfahren sowie einem besseren Korrosionsschutz durch gezielte Legierungsentwicklung und Oberflächenbeschichtung. Parallel betreiben die Wissenschaftler Grundlagenforschung, um Wissen für künftige industrielle Anwendungen aufzubauen, erforschen Recyclingkonzepte über die gesamte Lebensdauer von Magnesiumkomponenten und entwickeln Werkstoffe, die sich für medizinische Implantate eigenen. Dabei arbeiten sie eng mit den Forschern des Teilinstituts Metallische Biomaterialien zusammen, die ihr Augenmerk auf selbstauflösende Implantate aus Magnesium und Implantate auf Titanbasis legen.

Selbstauflösende Knochenplatten und Schrauben

News_Werkstoffw-Knochenplatte

Beim HZG entwickelter Prototyp einer abbaubaren Knochenplatte für Operationen im Gesichtsbereich.

Zwar sind erste selbstauflösende Magnesiumschrauben bereits auf dem Markt, aber gerade mechanisch stark belastete Implantate wie Knochenplatten sind noch wenig ausgereift. Fundamentale Prozesse bleiben unverstanden und müssen deshalb eingehend erforscht werden. Dazu zählen die Korrosionsanfälligkeit des Materials und die Verweildauer im Körper. Daraus ergeben sich für die HZG-Wissenschaftler zentrale Forschungsanliegen und Fragestellungen: Wie sieht aus materialtechnischer Sicht eine optimale Legierung aus? Wie löst sich das Implantat im Körper auf und wie kann ich dieses Verhalten beeinflussen? Was macht das Material mit der Zelle? Oder: Wie kann ich aus dem Material ein verlässliches Implantat fertigen? Die gewonnen Erkenntnisse nutzen sie um Implantatprototypen herzustellen. Zusätzlich arbeiten die Wissenschaftler an neuen Titanwerkstoffen mit knochenähnlicheren Eigenschaften. Ihre Erkenntnisse und Implantatprototypen auf Basis von Magnesium und Titan präsentierten sie am Messestand.

Schweißen ohne Schmelzen oder Erstarren

News_Werkstoffw-fuegen

Das Reibpunktschweißen ist ein reibbasiertes Fügeverfahren zur Herstellung punktförmiger Schweißpunkte ohne Schweißzusatz.

Ebenfalls vertreten sind die HZG-Fügeexperten. Sie stellen das Reibpunktschweißen vor – ein spezielles Festphase-Fügeverfahren – als Alternative zu klassischen Schweißverfahren. Damit lassen sich Schweißpunkte ohne Schweißzusatz herstellen. Das Einbringen des Schweißpunktes findet in der festen Phase des Werkstücks statt, wodurch metallurgische Reaktionen des Schmelzens und die folgenden Erstarrung vermieden werden. Dies führt zu defektfreien Verbindungen mit besseren Leistungsmerkmalen. Ein weiterer Vorteil: Das Reibpunktschweißen eignet sich für verschiedene Metallverbindungen, darunter auch artungleiche Verbindungen. Dies erlaubt es sogar Kunststoffe und Leichtmetalle zu einem Werkstück zusammenzuführen.

Materialien tief durchleuchten

News_Werkstoffw-gems

An den Beamlines untersuchen die Wissenschaftler des Helmholtz-Zentrums insbesondere das Verhalten von Werkstoffen.

Das Potenzial der Synchrotron- und Neutronenstrahlung für die Forschung stellen die Wissenschaftler von GEMS vor. Die Abkürzung steht für German Engineering Materials Science Center und bündelt die Aktivitäten des Helmholtz-Zentrums Geesthacht an zwei Standorten: Am DESY (Deutsches Elektronen Synchrotron) in Hamburg und in Garching bei München am Forschungs-reaktor FRM II betreiben die HZG-Wissenschaftler entsprechende Versuchsanlagen. Mit Hilfe der Synchrotron- und Neutronenstrahlung lassen sich Strukturen darstellen, die rund 10.000 Mal dünner als ein Haar sind. Unter anderem untersuchen sie Titanaluminid-Leichtbauwerkstoffe, die sich besonders für Hochtemperaturanwendungen in Flugzeugturbinen und Automobilmotoren eignen. So wollen die Forscher zum Beispiel innere Kräfte in Werkstücken sichtbar machen und können sogar Maschinen in vollem Betrieb durchleuchten. Auch ist es möglich mit Hilfe der brillanten Strahlung die Belastbarkeit von Schweißnähten vorherzusagen oder Materialien in unterschiedlichen Aggregatzuständen zu analysieren.

Über die Werkstoffwoche

Kontakt


Dr. Torsten Fischer

Presse- und Öffentlichkeitsarbeit

Tel: +49 (0)4152 87-1677

E-Mail Kontakt