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Sören Pinsdorf/LUH
Das Projekt
Sauerstoff stört in der Produktionstechnik. Er führt zu Oxidation, und das bereitet Probleme bei der Verarbeitung von Metallen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Sonderforschungsbereichs „Sauerstofffreie Produktion“ entwickeln eine Methode, wie es anders gehen kann – in einer ähnlich sauerstofffreien Umgebung wie im Weltraum. Ziel ist es, oxidschichtfreie Oberflächen zu verarbeiten: für bessere Verbundfestigkeit, Stabilität und Nachhaltigkeit.
Dafür stellen sie im Labor mit einer neuartigen Methode eine völlig sauerstofffreie Umgebung her und bearbeiten in so genannten sauerstofffreien Handschuhboxen verschiedene Materialien. So konnte das Team etwa eine beeindruckend gesteigerte Verbundfestigkeit für Aluminium-Kupfer-Werkstoffe nachweisen. Ziel ist die Umsetzung in großem Maßstab. In Transferprojekten wird exemplarisch bereits die Überführung von Erkenntnissen in die industrielle Praxis angebahnt – zum Beispiel für das Schweißen von Rohren in Sauerstofffreiheit oder für das Erwärmen von Blechen im PKW-Karosseriebau, bei dem Sauerstofffreiheit unerwünschte Zunderbildung unterdrückt.
Das Exponat
Hier ist je ein Blechstreifen aus Aluminium und aus Kupfer zu sehen sowie ein aus diesen beiden Ausgangsmaterialien zusammengefügtes prototypisches Werkstück. In der Produktionstechnik werden diese aus zwei Metallen bestehenden Bleche in großem Maßstab benötigt. Die Besonderheit bei diesem Rohling ist, dass die Verbindung der Werkstoffe ausgesprochen fest und stabil ist. Die zwei Metalle sind nämlich in sauerstofffreier Atmosphäre bearbeitet und gefügt worden.
Diese gänzlich innovative Art der Bauteilbearbeitung wird im Sonderforschungsbereich (SFB) „Sauerstofffreie Produktion“ erprobt. Normalerweise reagieren Metalle mit dem Sauerstoff ihrer Umgebung und bilden Metalloxide. So entsteht eine Oxidschicht, die häufig Probleme in der Produktion bereitet. Wenn Bauteile jedoch in einer Atmosphäre ohne Sauerstoff bearbeitet werden, werden Verbindungen stabiler – mit einer je nach Bereich über 150 Prozent höheren Verbundfestigkeit und einer Energieeinsparung von bis zu 70 Prozent. Dies ermöglicht neue, nachhaltigere Produktionsmöglichkeiten und einen echten Technologiesprung.
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Sören Pinsdorf / LUH
Das Team
Am SFB „Sauerstofffreie Produktion – Prozesse und Wirkzonen in sauerstofffreier Atmosphäre zur Entwicklung zukunftsfähiger Produktionstechniken und Fertigungsverfahren“ sind mehr als 50 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus unterschiedlichen Fachdisziplinen beteiligt. Zusammen mit den acht Instituten des Produktionstechnischen Zentrums der LUH forschen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Technischen Universität Clausthal, der Universität Paderborn sowie des Laser Zentrums Hannover e. V. in dem Verbund.
Sprecher des SFB ist Prof. Dr.-Ing. Hans Jürgen Maier, Leiter des Instituts für Werkstoffkunde der LUH. Die Interdisziplinarität des Verbundes ermöglicht eine große Bandbreite an Forschungsthemen. Der Sonderforschungsbereich ist 2020 gestartet und hat 2023 den Zuschlag der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) für eine zweite Förderrunde bis 2027 bekommen.
