Intelligentes Werkzeug soll sich selbst reparieren

5. April 2004, 10:30
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Neues CD-Labor an Uni Innsbruck wird Grundlagen für neuartige, dünne Hartstoffschichten für Werkzeuge entwickeln

Wien - Nicht nur lebende Gewebe - Knochen, Muskeln oder Sehnen - können heilen, auch Werkzeuge wie Bohrer oder Fräser sollen sich in Zukunft selbst reparieren. Der Schlüssel dazu liegt in der richtigen Beschichtung, sind WissenschafterInnen überzeugt. An der Universität Innsbruck wurde zur Entwicklung massgeschneiderter Hartstoffschichten für verschiedene Einsätze in Kooperation mit der Montanuniversität Leoben und den Industriepartnern Plansee AG in Reutte (Tirol) und Balzers AG (Liechtenstein) ein eigenes Christian Doppler (CD)-Labor eingerichtet.

Das Labor, das am 1. April offiziell seine Arbeit aufgenommen hat, ist mit einem Jahresbudget von 400.000 Euro ausgestattet. Erklärtes Ziel der Einrichtung ist es, die Grundlagen für neuartige, dünne Hartstoffschichten für Werkzeuge zu entwickeln", erklärte dazu Laborleiter Christian Mitterer vom Institut für Metallkunde und Werksstoffprüfung. Die Schichten sollen so maßgeschneidert werden, dass etwa Bohrer oder Fräser im Betrieb härter werden und bei Rissen selbst ausheilen können. Auch eine schmierende Wirkung kann den Beschichtungen gegeben werden.

Schichtvertreter im Handel

Obwohl derartige Hartstoffschichten nur wenige Tausendstel Millimeter dick sind, können sie doch die Lebensdauer eines Bohrers oder Fräsers um ein Vielfaches verlängern. Einen verbreiteten Vertreter dieser Schichten, der bereits im Handel ist, kennen HeimwerkerInnen aus dem Baumarkt: das goldgelbe Titannitrid, das Bohrer der oberen Preisklasse überzieht.

Eine besondere Herausforderung für die Technologen sind Bearbeitungstechniken, bei denen Temperaturen von über 1.000 Grad Celsius auftreten. Das stellt hohe Anforderungen an die Schichten, die mit den bestehenden Schichtwerkstoffen kaum mehr erfüllt werden können. Denn die bei der Bearbeitung auftretenden hohen Kräfte und Temperaturen sowie Oxidation führen zum Verschleiß der Hartstoffschicht und damit zu geringer Lebensdauer des Werkzeugs.

Maßgeschneiderte Schichten

Am neuen CD-Labor will man mit Hilfe plasmaunterstützter Prozesse im Vakuum die Entwicklung voran treiben. Dabei wird von dem Material mit den gewünschten Eigenschaften Atomschicht um Atomschicht auf der Werkstoffoberfläche unter definierten Bedingungen abgelagert. "Mit solchen Verfahren können wir derartige Schichten Atom für Atom maßschneidern", betont Mitterer.

Das CD-Labor für "Advanced Hard Coatings" ist das 35. Labor der Christian Doppler-Gesellschaft, die eine in Österreich einzigartige Position zwischen Wissenschaft und Wirtschaft innehält. Ihr vorrangiges Ziel ist die Förderung der anwendungsorientierten Grundlagenforschung. Dazu werden nach Begutachtung im Rahmen eines Peer-Review-Verfahrens vor allem an Universitäten CD-Laboratorien für maximal sieben Jahre eingerichtet. Die Finanzierung erfolgt zur Hälfte durch die öffentliche Hand, zur anderen Hälfte durch die beteiligten Unternehmen. (APA)

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