Metall-Keramik-Verbundwerkstoffe

Verstärkung von Leichtbauteilen mit Hochleistungskeramik

Bei Verbundwerkstoffen aus Metall und Keramik wird ein metallisches Trägermaterial mit keramischen Hartstoffpartikeln verstärkt. Die Leichtigkeit des Metalls lässt sich auf diese Weise mit der Beständigkeit der Keramik kombinieren.

Metall-Keramik-Verbundwerkstoffe

Besonders im Automobilbau wird das Spektrum für den Einsatz von Leichtmetall-Komponenten immer größer: Gleichzeitig steigt aber auch die Belastung, denen diese Komponenten ausgesetzt sind.

Die Lösung liegt in einer Verstärkung der Leichtbauteile mit Hochleistungskeramik an genau den Stellen, wo sie am stärksten tribologisch, mechanisch oder thermisch belastet werden.




Zylinderlaufflächen-Verstärkung – Metall-Keramik-Verbundwerkstoffe im Großserieneinsatz

Zylinderlaufflächen-Verstärkung – Metall-Keramik-Verbundwerkstoffe im Großserieneinsatz

Diese Verstärkung kann mit Metall-Keramik-Verbundwerkstoffen (auch Metal Matrix Composites, kurz: MMC) erreicht werden und wurde von CeramTec bereits in Großserie zur lokalen Verstärkung der Zylinderlaufflächen im Motorblock der Porsche Boxster und 911 realisiert. Hochporöse Keramik-Vorformlinge, die sogenannten MMC-Preforms, wurden beim Gießen der Motorblock-Leichtbau-Elemente von der Metallschmelze infiltriert. Das Ergebnis war ein nahtloser Übergang zwischen Metall und Keramik in diesem Bauteil.




Anwendungspotential und neue Lösungsansätze im Leichtbau

Mit der lokalen Verstärkung dieser Zylinderlaufflächen im Motorblock hat CeramTec nicht nur die Funktionsfähigkeit und Wirtschaftlichkeit von MMC-Preforms im Serienmaßstab nachgewiesen, sondern auch eine ganz neue Klasse von Verbundwerkstoffen ins Leben gerufen. Diese eröffnen einen Einsatz weit über das Automobil hinaus – auch in Anwendungen, die bislang noch keine keramischen Komponenten einsetzen konnten.

„MMC-Preforms „von der Stange” gibt es nicht. Grundsätzlich gilt aber: Alles ist möglich“

Metall-Keramik-Verbundstoffe sind, wie andere keramische Werkstoffe auch, den jeweiligen Erfordernissen entsprechende Maßanfertigungen Jedes Anwendungsgebiet erfordert eine eigenständige Entwicklung und die enge Zusammenarbeit von Anwendern, Konstrukteuren und Keramik-Experten.

Doch wo immer metallische Leichtbauteile lokal verstärkt und optimiert werden sollen, ist der Einsatz von Metall-Keramik-Verbundwerkstoffen ein technisch und wirtschaftlich attraktiver Lösungsansatz mit erheblichem Potential.

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