Product Engineering-Forum

Die Zahlen des Jahres 2002 sprechen für sich: 19 Prozent Auslandsbesucher belegen die zunehmende Bedeutung des Messestandorts für die europäische Integration. Bei der forCars, die im letzten Jahr 77 Aussteller aus Tschechien, Polen, Ungarn und der Slowakei anzog, erwarten die Veranstalter in diesem Jahr einen Zuwachs um rund 30 Prozent durch die Verbindung mit dem Automotive-Bereich der MATERIALICA. Die Kernbereiche der MATERIALICA sind Metall-Gießereien, Plastics & Composites, Oberflächentechnik, Nanotechnologie und Technische Keramik. Sie werden repräsentiert in den Bereichen „Ceramics World“, „Metal World“, „Plastics & Composites World“, „Surface & Nano World“ und „Testing & Research World“.

Bislang rechnet der Veranstalter mit etwa 300 Ausstellern. Deutliche Zuwächse gegenüber dem letzten Jahr weisen die Bereiche Metal, Plastics & Composites und Surface & Nano World auf. Die Forschung tritt gegenüber der Industrie weiter zurück. Das liegt vor allem darin begründet, dass die Industrie den Nutzen der branchenübergreifenden Messe erkannt hat. Die Beschränkung auf einen einzigen Materialbereich ist heutzutage für kein Produkt mehr zeitgemäß.

Die MATERIALICA präsentiert mit dem Fokus-Thema „Surface & Nano“ Materiallösungen und Verfahrenstechniken für die Realisierung aktueller Schlüsseltechnologien, die in den Kernbranchen Automotive, Aerospace, Maschinenbau, Sport- und Konsumgüterindustrie zum Einsatz kommen. Kennzeichnend für diesen Bereich ist, dass es mit nur minimalem Materialeinsatz gelingt, moderne Produkte für ihren Einsatz in technologisch anspruchsvollen Märkten hinsichtlich ihrer Gebrauchseigenschaften zu optimieren. Dabei wird eine signifikante Wertschöpfung generiert, die beispielsweise auf erhöhten Lebensdauern, gesteigerten Zuverlässigkeiten und optimierten optischen Eigenschaften basiert.

Der kürzlich erschienene Jahresbericht 2002 der Fraunhofer-Gesellschaft kommt zu der Aussage, dass der Nanotechnologie die Zukunft gehören wird. Nicht ohne Grund befassen sich deshalb bereits ein Drittel aller FHG-Institute mit nanotechnologischen Fragestellungen.

Die Oberfläche von Materialien und Bauteilen gewinnt immer mehr an Bedeutung. Trotz des meist geringen Volumenanteils der Oberfläche an der Gesamteinheit hat sie immense Auswirkungen auf die Performance. Moderne Produktionsverfahren tragen daher in zunehmendem Maße der Tatsache Rechnung, dass sich Oberfläche und Volumen eines Bauteils getrennt voneinander gezielt optimieren lassen. Das Aufbringen von Schichten ist dabei eine der verbreitetsten Methoden zur Randschichtmodifikation. Ein Trendsetter sind derzeit Schichten aus diamantähnlichem Kohlenstoff. Sie werden bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen aus der Gasphase abgeschieden und ermöglichen vor allem die Herstellung von Verschleißschutz- und Hartstoffschichten. Die Absenkung des Reibwertes reduziert zum Beispiel bei Umformwerkzeugen die Adhäsion zwischen Werkzeug und Werkstück und senkt gleichzeitig die notwendigen Umformkräfte ab. Die hohe Variabilität der Prozesstechnologie eröffnet eine breite Palette von möglichen Anwendungen, da das Verfahren in die unterschiedlichsten Abläufe integriert werden kann.

Durch die Herstellung ausgeklügelter Multi-Schichtsysteme kann eine optimale Anpassung an unterschiedliche Belastungsfälle erfolgen und die geeignete Kombination zum Beispiel mit Partikeln mit speziellen thermischen oder elektrischen Eigenschaften ermöglicht eine zusätzliche Funktionalisierung wie etwa die Messung von Druck oder Temperatur. Damit wird in hochbelasteten Bauteilen das Online-Monitoring prozesstechnisch relevanter Parameter möglich. Funktionalisierungen dieser Art können alternativ auch durch die Verbindung piezokeramischer Partikel mit Lacken realisiert werden, die als Anstrich zum Beispiel die ständige Überwachung sicherheitstechnisch wesentlicher Bauteile von Flugzeugen erlauben.

In aller Munde sind seit einigen Jahren „selbstreinigende“ Oberflächen, die dem natürlichen Vorbild des Lotusblattes nachempfunden sind. Die Kombination hydrophober Oberflächen mit einer speziellen Mikrostrukturierung lässt Wassertropfen Schmutz rückstandsfrei von dem Blatt entfernen. Diesen Effekt kann man inzwischen durch komplexe Beschichtungen auf den unterschiedlichsten Substraten nachahmen, sodass Dachziegel, Autoscheiben oder Glasfassaden nicht mehr mühsam gereinigt werden müssen.

Auch Fassadenfarben sind aktuell erhältlich, die Schmutzpartikel aus der Umgebung praktisch keinen Halt mehr geben. Die Entwicklung kostengünstiger Kratzschutzbeschichtungen, die mittlerweile in der Großserienproduktion aufgebracht werden können, gilt derzeit als einer der entscheidenden Parameter für den Einsatz von Scheiben aus Polycarbonat im Automobilsektor.

Die mögliche Gewichtsreduktion durch den Ersatz von Glas verspricht eine deutliche Verminderung des Treibstoffverbrauchs und eine Verbesserung der Fahrdynamik. Einbußen hinsichtlich der Crashsicherheit und der Dauerhaltbarkeit im Vergleich zum traditionellen Werkstoff Glas können dabei aber nicht in Kauf genommen werden.