Was sind Aluminium-Matrix-Verbundwerkstoffe (AMCs)?
AMCs sind verstärkte Aluminiumlegierungen. Als Verstärkungen kommen Fasern, Whisker und Partikel in unterschiedlichen Formen und Abmessungen in Frage. Wir beschäftigen uns mit der Herstellung von partikelverstärkten Aluminiumlegierungen. Partikel sind meist Keramiken, können aber auch metallischer Natur sein. Wir konzentrieren uns auf mit Siliziumkarbid (SiC) verstärkte Aluminiumlegierungen, da wir hier den größten industrieseitigen Bedarf sehen.
Warum AMCs? Was kann man damit anfangen?
Aluminiumlegierungen sind das Mittel der Wahl, wenn es um Leichtbau geht. Mittlerweile existieren hochfeste Legierungen für die verschiedensten Anwendungen. Ein großer Nachteil der bisher existierenden Al-Legierungen ist allerdings deren Unbeständigkeit gegenüber Verschleiß, insbesondere abrasiven Verschleiß. Dieser Nachteil kann durch die Verstärkung mit keramischen Partikeln beseitigt werden. Verbundwerkstoffe kombinieren die Eigenschaften derer Komponenten zu einem völlig neuen Profil, welches mit monolithischen (unverstärkten) Werkstoffen so nicht zu erreichen ist.
Wo werden AMCs verwendet?
Aktuelle Einsatzgebiete sind Bremssysteme von ICE´s und Kranen, aber auch Defence-Anwendungen. Im Großen und Ganzen werden AMCs aber erst in Nischenanwendungen eingesetzt.
Wofür kann man AMCs verwenden?
Wir sehen kurz- und mittelfristig vor allem in verschleißbeanspruchten Baugruppen großes Anwendungspotenzial, welche aufgrund der Energie- und Klimaziele auf leichte, verschleiß- und korrosionsfreie/-arme Werkstoffe umgestellt werden müssen. Dies sind beispielsweise Bremssysteme aller Art (Nutzfahrzeuge, Schienenverkehr, Car-Sharing, autonome Fahrsysteme, …) und Maschinenteile verschiedenster Art. Bei diesen Systemen gilt es neben dem Gewicht (niedriges Gewicht bedeutet niedriger Energieverbrauch) auch die Wartungszeiten zu minimieren. Letzteres ermöglicht eine maximale Einsatzzeit solcher Systeme. Kurz: Neue Systeme benötigen neue Werkstoffe. Hier kommen unsere AMC-Werkstoffe ins Spiel, welche die Einsatzgrenzen etablierter Aluminiumlegierungen sprengen.
Warum werden AMCs noch nicht flächendeckend verwendet?
Aufgrund der aufwendigen Herstellung dieser Werkstoffe hat sich noch kein flächendeckender Einsatz durchgesetzt. Aktuell werden AMCs in zeitaufwendigen Batch-Prozessen (Rührgießen, Sinterprozesse) hergestellt. Dadurch ist ein wirtschaftlicher Einsatz nur in Nischenanwendungen gegeben. Außerdem gibt es in Europa kaum Anbieter dieser Werkstoffe. In Zeiten von Lieferkettenlokalisierung schwindet die Bereitschaft, die unternehmenskritische Materialbeschaffung von Übersee zu gewährleisten.
Was macht das „CMMC-Verfahren“ aus?
Wir stellen in einem kontinuierlichen Verfahren AMC-Halbzeuge her. Dadurch können wir eine günstigere Produktion gewährleisten. Wir bieten unsere Werkstoffe von Europa und für Europa an. Unsere Zulieferer sind alle in Deutschland und Europa angesiedelt. Lange Seewege entfallen daher komplett. Anstatt nur einen Standardwerkstoff bereitzustellen, ist mit uns eine Entwicklung von Werkstoffen nach gezielten Kundenwünschen möglich. Wir bringen AMC-Werkstoffe von ihrem Nischendasein in die breite Anwendung.
Welche Technologien liegen dem „CMMC-Verfahren“ zugrunde?
Niederdruckgießverfahren: Um die Aluminiumschmelze in die Prozesskammer zu transportieren (dort findet die eigentliche Erzeugung des AMCs statt), bedienen wir uns dem „Counter Gravity Verfahren“. Dabei wird mittels Unterdruck die Schmelze von unterhalb der Oberfläche abgesaugt. Aluminiumschmelze ist stark oxidierend. Diese Oxide behindern die Vermischung und Benetzung der Verstärkungskomponente. Durch die Absaugung wird die Einbringung des geschlossenen Oberflächenoxidfilms vermieden.
Der eigentliche Prozess findet in einer Vakuumkammer statt, um die unumgängliche Oxidation der Aluminiumschmelze weitestgehend zu minimieren. Die Partikeleinbringung, sowie die Partikeldurchmischung, -benetzung und –homogenisierung finden in neuartigen und zum Patent angemeldeten Prozessen statt.
Kann man von Ihnen Proben beziehen?
Gern stellen wir Ihnen je nach Lagerbestand Probenmaterial zur Verfügung. Bitte kommen Sie auf uns zu.
Wie viel kostet Ihr Material?
Der Preis ist von individuellen Faktoren wie Basislegierung, Verstärkungsanteil und Abnahmemenge abhängig. Gern erstellen wir Ihnen ein individuelles Angebot.
