Dort, wo konventionelle Werkstoffe an Grenzen stoßen, sorgt Keramik für einen zuverlässigeren Anlagenbetrieb und nachhaltigere Produkte. IKTS-Prüfverfahren tragen zusätzlich zur Qualitätssicherung bei. Überzeugen Sie sich in Hannover!
Fünf Leitmessen, eine Plattform: Auf der weltgrößten Industriemesse finden Besucher technische Innovation von A wie Automation bis Z wie Zulieferlösungen.
Hannover
Messegelände 30521
23.4.2018 - 27.4.2018
Research and Technology – Halle 2, Stand C28
Cerenergy® – »welcome to the post-lithium era!«
Der Übergang zu einer nachhaltigen Energieversorgung ist eine der zentralen Aufgaben im 21. Jahrhundert. Einen Beitrag dazu liefert das Fraunhofer IKTS. Gezeigt wird die keramische Hochtemperaturbatterie cerenergy® für die stationäre Energiespeicherung als kompaktes Batteriemodul. Sie ist die derzeit kostengünstigste und sicherste Batterie der Welt, da sie ausschließlich auf unbedenklichen und gut verfügbaren Rohstoffen wie Nickel, Aluminium und Kochsalz basiert. Bei einer vergleichbaren Energiedichte zu Lithium-Ionen-Batterien belaufen sich ihre Systemkosten auf unter 300 Euro/kWh.
Vortrag: EMBATT - Entwicklung eines neuen bipolaren Batteriekonzeptes (Montag, 23.04.2018, 12:30 Uhr, Dr.-Ing. Sebastian Reuber)
Industrial Supply – Halle 5, Stand A26
Faszination High-Tech-Keramik
Mit ihrem außergewöhnlichen Eigenschaftsspektrum wird Keramik in unterschiedlichsten Anwendungen zum Problemlöser. Dort, wo konventionelle Werkstoffe an ihre Grenzen stoßen, sorgt sie für effizientere Prozesse, einen zuverlässigeren Anlagenbetrieb und nachhaltigere Produkte. Die am Institut entwickelten Prüfverfahren tragen zusätzlich zur Qualitätssicherung bei.
Poröse Keramik für sichere schmelzmetallurgische Prozesse
Keramische Schäume sind vielfältig einsetzbar. Durch die Kombination ihrer außergewöhnlichen Eigenschaften, wie der hohen Temperaturbeständigkeit und der Art ihrer Porenmorphologie, sind die Keramikschäume des Fraunhofer IKTS für den Einsatz als Filter, Katalysatorträger, Brenner, Reformer, Solarreceiver, Heizelement oder auch als Knochenersatzmaterial prädestiniert. Erstmals präsentieren IKTS-Wissenschaftler eine aktive Sicherheitseinrichtung für die Schmelzmetallurgie. Eine neuartige, gasdurchlässige poröse Keramik stabilisiert Umlenk- und Führungsrollen in Schmelztauchanlagen. Gase, die sich beim Absenken der Rollen in die heiße Schmelze thermisch bedingt ausdehnen, werden durch die Mikroporosität der Keramik gerichtet abgeleitet. Überdruck, der bisher häufig zum Bersten der Rollen führte, wird verhindert. Die Poren sind zudem so fein, dass die Schmelze nicht eindringen kann und ein zuverlässiger Anlagenbetrieb gewährleistet ist. Eine am IKTS entwickelte Aufnahmevorrichtung stellt die Befestigung und Abdichtung der Keramik in den Rollen sicher.
Komplexe Mikroreaktoren für optimierte Misch- und Reaktionsvorgänge
Mit neuen additiven Fertigungstechnologien können komplexe Geometrien schnell und wirtschaftlich hergestellt werden, die bisher mit keinem anderen Formgebungsverfahren erreicht werden können. Gezeigt werden 3D-gedruckte Keramikbauteile, die mit ihrer komplexen Innenstruktur z. B. Misch- und Reaktionsvorgänge in der chemischen Industrie optimieren – und das auf kleinstem Raum. Die Forschung konzentriert sich aktuell darauf, Multimaterialkomponenten zu entwickeln oder zusätzliche elektrische, sensorische oder fluidische Funktionen zu integrieren. Damit lassen sich neuartige Eigenschaftskombinationen in Bauteilen erzeugen.
Oberflächenveredelung von Leichtbauteilen mit Keramik
Energieeffizienter Leichtbau mit kohlefaser- oder glasfaserverstärkten Kunststoffen (CFK, GFK) ist von zunehmender Bedeutung für den Maschinenbau. Bauteile aus CFK oder GFK sind hochfest und sehr leicht, jedoch gegenüber chemischer und tribologischer Belastung weniger beständig. Keramische Beschichtungen können hier die Oberflächenbeständigkeit und -güte von CFK/GFK-Teilen entscheidend verbessern, beispielsweise hinsichtlich Verschleißschutz, Antihaftwirkung oder Isolationsverhalten. Das Fraunhofer IKTS zeigt auf der Hannover Messe CFK- und GFK-Bauteile, die durch atmosphärisches Plasmaspritzen mit verschiedenen Schichten veredelt wurden. Durch eine derartige Schutzschicht können beispielsweise die Standzeiten von Bauteilen in Abhängigkeit von der Verschleißbelastung um den Faktor 2 bis 100 erhöht werden.
Kreislaufschließung von Abwasser zu Brauchwasser
Wasser ist sowohl als Lebens- auch als Produktionsmittel in Landwirtschaft und Industrie unverzichtbar. Abwässer müssen daher möglichst effizient von Salzen, Farbpigmenten oder Pharmarückständen gereinigt werden. Möglich machen das keramische Membranen. Gezeigt wird eine Vielfalt von membranbeschichteten Rohrgeometrien, mit denen bis zu 200 Dalton kleine Moleküle aus Flüssigkeiten abgetrennt werden können. Die durch das IKTS ausgerüsteten Pilotanlagen mit einer Membranfläche von mehreren hundert Quadratmetern demonstrieren den wirtschaftlichen Einsatz dieser effizienten und nachhaltigen Technologie.
Diamant- und transparente Keramik für extreme Bedingungen
Durch ein am IKTS entwickeltes Gießverfahren lassen sich extrem verschleiß-, und korrosionsbeständige Komponenten aus SiC-gebundenen Diamantwerkstoffen effektiv und kosteneffizient fertigen. Den am Stand gezeigten Komponenten wird im Einsatz, z. B. in Pumpen, eine Wartungsfreiheit von bis zu 30 Jahren vorausgesagt.
Auch die am Fraunhofer IKTS entwickelte transparente Keramik ist für den Einsatz unter extremen Bedingungen und hohem Druck geeignet. Sie weist im Verbund mit Glas eine höhere Schutzwirkung sowie eine Gewicht- und Flächeneinsparung von über 30 % gegenüber herkömmlichen Panzerglassystemen auf. Aufgrund der zahlreichen Vorteile ist u. a. der Einsatz im Maschinen- und Anlagenbau, der Medizintechnik sowie bei optischen Anwendungen und in den Bereichen Beleuchtung oder Architektur denkbar.
Neuartige Glasheizelemente
Mit der am Fraunhofer IKTS entwickelten pulvertechnologischen Route für die wirtschaftliche Großserienfertigung von komplexen elektrisch leitfähigen Komponenten aus Glas-Carbon steht eine neue Generation von Glas und damit einer vielversprechende Alternative zu teuren metallbasierten Leistungswiderständen und Heizelementen zur Verfügung. Das energie- und kosteneffiziente Verfahren erlaubt eine gezielte Mikrostrukturierung und eine hohe Kantenschärfe ohne Nachbearbeitung.
Bauteilprüfung mit Wirbelstrom
Wirbelstromverfahren sind zu einer Schlüsseltechnologie in der Qualitätssicherung geworden. Sie funktionieren ohne Koppelmittel, stellen keine Anforderungen an den Strahlenschutz und lassen sich problemlos in industrielle Fertigungsprozesse integrieren. Mit der EddyCus®-Geräteplattform bietet das Fraunhofer IKTS eine zuverlässige Technologie, mit der z. B. metallische Werkstoffe, nicht/schwach leitfähige Materialien wie Kunststoffe oder auch Keramiken zerstörungsfrei geprüft werden können. Dadurch lassen sich Aussagen zur Homogenität von Infiltrationen, Dichte, Einschlüssen oder Defekten ableiten.
Energy – Halle 27, Stand E49
Grüne Chemie – Brennstoffzellen für die klimafreundliche Gasproduktion
Brennstoffzellensysteme erzeugen längst nicht mehr nur Strom und Wärme. Forscher am Fraunhofer IKTS adaptierten das Herzstück dieser Systeme – ein Stapel aus hochtemperaturstabilen keramischen Festoxidzellen – für die Co-Elektrolyse. In dem elektrochemischen Umwandlungsschritt wird aus einem Wasser-Kohlendioxid-Gemisch und Ökostrom Synthesegas produziert. Gekoppelt mit einem Fischer-Tropsch-Reaktor können so CO2-neutrale, höherwertige Brennstoffe, Chemikalien oder Wachse hergestellt werden.
Vortrag: Co-electrolysis for CO2-neutral production of fuels zu valuable products (Mittwoch, 25.4.2017, 10:40 Uhr, Dr. Stefan Megel)
Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS
