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Modifikation von mechanischen, elektrischen, thermischen, chemischen, optischen, haptischen, biologischen u.a. Eigenschaften von Leichtmetallen im industriellen Maßstab.

Oberfläche als Mikro-Verbundwerkstoff

Verfahren

METAKER® Surface ist ein Verfahren für die elektroplasmachemische Modifikation von Leichtmetalloberflächen im Tauchverfahren. Unter Einfluss von Millionen von Mikro-Lichtbögen wird das Gefüge eines Werkstücks im Randschichtenbereich zu einem multifunktionalen Gradientenwerkstoff umgewandelt und gleichzeitig mikrostrukturiert und aktiviert. Der Umwandlungsprozess ist komplex und besteht aus dynamischer Symbiose von mehreren Einzelprozessen:

- Thermolyse
- Plasmachemische Reaktionen
- Kavitation
- Wärmebehandlung
- u.a.

Die METAKER® Oberfläche ist ein komplexer, heterogener, gradierter, multifunktionaler, mikrostrukturierter, mikroporöser und aktivierter Mikro-Verbundwerkstoff, bestehend aus amorphen und kristallinen Mikro- und Nanophasen von verschiedenen Modifikationen von Oxiden, Hydroxiden, Salzen und optional anderen Werkstoffen, dessen Zusammensetzung, Struktur, Gefüge und Eigenschaften vom Volumeninneren zur Oberfläche ein Gefälle aufweist und anwendungsspezifisch in einem bestimmten Bereich eingestellt werden kann.

Dieser Mikro-Verbundwerkstoff statten die Leichtmetalle mit bisher undenkbaren  multifunktionalen mechanischen, elektrischen, thermischen, chemischen, optischen, haptischen, biologischen u.a. Werkstoffeigenschaften aus.

So besteht zum Beispiel eine anwendungsspezifische, tribologische Oberfläche aus einer „Hügelkette“ mit sehr großem Materialtraganteil (grüne Markierung im Bild unten), dazwischenliegenden „Tälern“ (gelbe Markierung) und homogen verteilten „Höhlen“ bzw. Poren mit komplexer räumlicher Struktur (rote Markierung). Die Mikrohärte liegt dabei im Bereich von 334 HV bis 1169 HV.

 

FRAGEN?

0711-128967-60

AUSZEICHNUNGEN

 

Oberfläche

Grundsätzlich gibt es mehrere mögliche Vorgehensweisen, die es ermöglichen unzählige Varianten der METAKER® Oberfläche mit unterschiedlichen Anwendungspotenzialen herzustellen:

1. Modifikation vom Grundmaterial

Die Ausgangsmodifikation des Grundmaterials ist die Basis für jeden Serienprozess. Die Kombination von Standardelektrolyten mit anwendungsspezifischen I/U-Kennlinien ist für die industrielle Herstellung von Mikro-Verbundwerkstoffen aus allen möglichen amorphen und kristallinen Formen von Oxyden, Hydroxyden und Salzen des Grundmaterials ausgelegt. Für Aluminium sind es z. B. die Tonerde, Mullit, Glas, Korund, Saphir, Rubin u.v.m.

Diese Vorgehensweise bietet kurzfristige industrielle Umsetzung von neuen Potenzialen.

 

2. Modifikation vom Grundmaterial mit gleichzeitiger Integration und Modifikation von Fremdwerkstoffen

Die Standardelektrolyte können durch die Zugabe von verschiedenen Fremdwerkstoffen modifiziert werden. Sowohl die Elektrolyte, als auch die I/U-Kennlinien müssen in diesem Fall anwendungsspezifisch angepasst werden. Die Fremdwerkstoffe können entweder in ihrer ursprünglichen Form oder in einer plasmachemisch veränderten Form in die Oberfläche integriert werden.

Diese Vorgehensweise erweitert enorm die mögliche (Multi)Funktionalität. Die ersten Anwendungen wurden bereits erfolgreich in Serie überführt, viele weitere können auf Anfrage mittelfristig entwickelt werden.

 

3. Mehrstufige bzw. kombinierte Modifikation

Die o. g. Prozesse mehrstufig angewendet bzw. miteinander und/oder mit den anderen Technologien wie z.B. KTL, PVD, Sol-gel, Digitaldruck, Lackierung e.t.c. kombiniert werden.

Diese Vorgehensweise erweitert die Anwendungspotenziale in Dimensionen, die man heute schwer einschätzen kann und bildet die Basis für zukünftige, anwendungsspezifische Forschung und Vorentwicklung.

 

4. Spezielle Modifikation

In speziellen Fällen können die Elektrolyte, die I/U-Kennlinien die Steuerungstechnik und die Anlagentechnik komplett neu entwickelt werden.

 

 

Werkstück

Es können Legierungen von Leichtmetallen Aluminium, Titan und Magnesium, unabhängig von der Beschaffenheit modifiziert werden:

- Vollmaterial
- Gewebe
- offenporige Metallschäume
- Folien
- Schichten
- Wasserbeständige Werktstoff-Hybride mit einer Leichtmetall-Komponente

 

 

Prozess

METAKER® Prozess hat mehrere Alleinstellungsmerkmale:

- eigene Prozesssteuerung mit abgestimmten Elektrolyten
- Wirtschaftlichkeit industrieller Anwendungen (neuer Industriestandard)
- Multifunktionalität und Struktur der Randschichten
- sehr anspruchsvolle Optik und Haptik
- Applikationen an großen Flächen
- Applikationen an Dünnblechen, Folien und Dünnschichten
- Applikationen an Metallgewebe, Metallschäumen, porösen Metallen
- u.a.

Prozessschritte / Prozesstemperatur:

1. Entfetten / 60°C - 80°C
2. Mit Waser spülen / 10°C - 20°C
3. Modifizieren / 20°C - 40°C
4. Mit Waser spülen / 40°C - 60°C
5. Mit Waser spülen / 10°C - 20°C
6. Trocknen / 60°C - 80°C

 

 

Anlagentechnik

METAKER® Surface Technologie kann an beliebige Anlagentechnik aus dem nasschemischen Bereich adaptiert werden. Die Prozesssteuerung lässt die Fernüberwachung und Technologieupdates zu und eignet sich für digitale Cloud-Businessmodelle.

 

Umweltfreundlichkeit

METAKER® Surface ist wahrscheinlich die umweltfreundlichste Oberflächentechnologie auf dem Markt. Es werden keine Schad- bzw. Gefahrstoffe eingesetzt.

 

 

 

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