Innovative pulvermetallurgische Werkstofftechnologien für nachhaltige Produkte in den Zukunftsfeldern Mobilität, Medizin-, Umwelt- und Energietechnik

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FuE-Projektförderung der Sächsischen Aufbaubank
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Ziel dieser Maßnahme ist der Ausbau und die Erweiterung der Kernkompetenz Pulvermetallurgie des Fraunhofer IFAM Dresden durch Geräteinvestitionen. Diese Kernkompetenz umfasst das Prozessverständnis vom Pulver bis zum Bauteil mit den Fragen rund um Werkstoff, Formgebung, Toleranzen, Prozesssicherheit, spezifische Bauteilanforderungen und Kosten. Für die Umsetzung dieser Ansprüche in die industrielle Fertigung soll die vorhandene Technologieausstattung mit hoch innovativen Anlagen ergänzt werden, um den rasch steigenden technologischen Herausforderungen insbesondere in den Bereichen Energie, Gesundheit, Mobilität und neue Materialien gewachsen zu sein.

Das Fraunhofer IFAM will mit den geplanten Investitionen die klassische Materialpalette, die heute in der Pulvermetallurgie verfügbar ist, um neue metallische Werkstoffe sowie innovative Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde erweitern. Damit sollen neue Fertigungsverfahren etabliert werden, welche die erforderliche große Materialvielfalt sowie die Herstellung von umweltschonenden, langlebigen und energieeffizienten Bauteilen ermöglichen.

Ergänzend besteht das Ziel des Vorhabens auch in der Weiterentwicklung der notwendigen Prozessschritte zur Prüfung, Herstellung und Charakterisierung der Vormaterialien sowie der notwendigen Vermessung, Prüfung und Charakterisierung der hergestellten Bauteile. Die geplanten Werkstoffentwicklungen betreffen neben metallischen Werkstoffen (z. B. Kupfer, Werkzeugstähle) insbesondere metallische Verbundwerkstoffe (z. B. verschleißbeständige Eisenbasislegierungen, hochwärmeleitende Verbundwerkstoffe) mit speziell geforderten funktionellen Eigenschaften, die mit herkömmlichen Verfahren nicht oder nur in geringem Maße verarbeitet werden konnten.

Ein weiteres Ziel des Vorhabens ist die Verbesserung der Umweltbedingungen. Das Vorhaben leistet einen wichtigen Beitrag zum ressourcenschonenden Umgang mit Materialien und fördert die Abfallminderung.

Ein Beispiel dafür ist, dass offenzellige Metallschäume aus korrosionsfesten Stählen wie z. B. FeCrAl-Legierungen für die Katalyse aufgrund ihrer hohen inneren Oberfläche und ihrer hohen Festigkeit interessant sind. Im Vergleich zu herkömmlichen Schüttgutkatalysatoren kann dadurch eine Materialersparnis von bis zu 30 % und eine um bis zu 90 % erhöhte Haltbarkeit erreicht werden.

Ein weiteres Beispiel ist die „Aluminium-Bremsscheibe“, an der das Fraunhofer IFAM forscht. Diese hat mehrere positive Folgen für Umwelt und Ökologie. Durch den Einsatz einer Aluminiumbremsscheibe kann in einem Kompaktfahrzeug eine Gewichtsersparnis von ca. 10 kg pro Fahrzeug aufgrund der geringeren Dichte der AMC-Werkstoffe gegenüber Grauguss erzielt werden. Weiterhin ist eine Aluminiumbremsscheibe weitestgehend verschleißfrei und ist somit über den kompletten Fahrzeuglebenszyklus nicht zu tauschen und lässt sich anschließend in einem effizienten Materialkreislauf recyceln.