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Siebtes Treffen des Expertenkreises „Field Assisted Sintering Technology/Spark Plasma Sintering“

Am 31.03.2015 fand das 7. Treffen des Expertenkreises „Field Assisted Sintering Technology/Spark Plasma Sintering“ mit 36 Angemeldeten am Forschungszentrum Jülich statt.

Prof. Olivier Guillon stellte das Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK-1: Werkstoffsynthese und Herstellungsverfahren) sowie aktuelle Arbeiten im Bereich FAST/SPS vor. Im Einzelnen handelte es sich um die Untersuchungen zur Herstellung durch Kohlenstoffnanoröhrchen verstärkten Oxidkeramiken, Ultrahochtemperatur-Zirkondiborid, „flash“-Sinterung von ZnO und Aluminiumoxid mit Glas als Flüssigphase.

Neuen Werkzeugkonzepten widmete sich die erste Sitzungszeit. Thierry de Surville von der MERSEN Group stellte das Produktportfolio der Firma in Bezug auf die FAST/SPS Technologie vor. Diese umfasst Graphit in unterschiedlichen Modifikationen und Formen, Carbon/Carbon Komposite sowie SiC basierte Werkstoffe. Eine Neuentwicklung ist die Herstellung mehrteiliger Graphit-Werkzeuge für die Herstellung komplexer 3D Bauteile (z.B. Turbinenschaufel) über den FAST/SPS Prozess.

Jan Räthel vom Fraunhofer-Institut IKTS stellte alternative Werkstoffkonzepte zum Ersatz des Graphits vor. Bei der Optimierung der FAST/SPS-Parameter mit diesen Werkzeugen ist im Vergleich zu Graphit ein signifikant anderer Zusammenhang zwischen der elektrischen Leitfähigkeit, den mechanischen Eigenschaften und der Temperatur zu beachten. Für Stempel und Matrize kamen unterschiedliche Kompositwerkstoffe aus Nitrid- und Karbidkeramiken zum Einsatz.

Die Präsentation von Dr. Inigo Agote (TECNALIA, Spanien, durch Dr. Leo Prakash vertreten)  stellte das EU-Projekt EFFIPRO. Ziel des Projekts ist die Reduzierung der Prozesszeit bei der Fertigung von Pulvermetallurgischen-Bauteilen. Am gewählten Modellsystem WC/Co, dessen Verdichtung über einen Flüssigphasen-Sinterprozess verläuft, erfolgt ein Vergleich der Verfahren Sinter-HIP, FAST/SPS und ERS (Kurzzeitsintern mit hohen Stromdichten).

Nach der Mittagspause wurde die Sicht der Industrie mit konkreten Anwendungsbeispielen erläutert. Beim Vortrag von Dr. Jürgen Hennicke von der Fa. FCT Systeme lag ein besonderes Augenmerk auf der Vorstellung neuer Entwicklung im Bereich der FAST/SPS-Technologie: Erreichen gleichmäßigerer Temperaturprofile durch Zusatzheizung (Heizelemente, Induktion), Anlagen für Bauteile bis Æ300 mm, Möglichkeiten zur Automatisierung.

Dr. Peter Polcik von der Fa. PLANSEE stellte Anwendungen der FAST/SPS Technologie für die Fertigung von Targets für die PVD-Beschichtung vor. Der FAST/SPS-Prozess wird gegenwärtig z.B. für die Fertigung von TiSi-Targets eingesetzt.

In der abschließenden Diskussion gibt Prof. Olivier Guillon bekannt, dass das von ihm federführend beantragte DFG-Schwerpunktprogramm „Manipulation of matter controlled by electric and magnetic fields: Towards novel synthesis and processing methods“ bewilligt wurde. Die Ausschreibung erfolgt im Herbst. Für das nächste Projekttreffen ist der Zeitraum Oktober/November 2015 vorgesehen. Ort des Treffens ist das Fraunhofer Institut IFAM in Dresden.