Dem Technologiekonzern Heraeus Amloy mit Sitz in Hanau ist es gelungen, nicht-kristalline amorphe Legierungen im Spritzguss und 3D-Druck zu endformnahen Bauteilen im industriellen Maßstab zu verarbeiten. Das Unternehmen wurde dafür in der Wettbewerbsklasse »Materials & Surfaces« mit dem German Innovation Award in Gold ausgezeichnet. Auslober des Innovationspreises ist der Rat für Formgebung, der 1953 vom Deutschen Bundestag ins Leben gerufen und vom Bundesverband der Deutschen Industrie gestiftet wurde.
Mit seinen nicht-kristallinen amorphen Legierungen bietet Heraeus Amloy eine neue Material-Klasse mit bislang nicht darstellbaren Eigenschafts-Kombinationen. Die amorphen Legierungen, die Heraeus Amloy herstellt und verarbeitet, weisen eine hohe Härte und Festigkeit bei gleichzeitig großer Elastizität auf, was sich in kristallinen Werkstoffen ausschließt. Wegen der nichtkristallinen Struktur im Material werden amorphe Metalle oft auch metallische Gläser genannt. Durch das Fehlen von Korn- und Phasengrenzen ist das Material besonders widerstandsfähig gegen Korrosion und zugleich biokompatibel.
Drei Fragen an Dr. Hans-Jürgen Wachter, Head of Heraeus Amloy:
Was war der Anlass für die Entwicklung von amorphen Legierungen?
Wir als Heraeus verfolgen kontinuierlich neue Trends und Innovationen. Metallische Gläser waren uns schon länger bekannt, nur hat die Verfügbarkeit am Markt für industrielle Anwendung gefehlt. Wir sind ein Unternehmen, dass sich traditionell mit Materialien beschäftigt. Da passen metallische Gläser mit ihren besonderen Eigenschaften, d.h. hohe Festigkeit bei gleichzeitig hoher Elastizität, sehr gut rein.
Wie gestaltete sich der Entwicklungsprozess?
Die Entwicklung zu diesem Thema hat Heraeus 2015 gestartet. Anfang 2017 wurde eine eigenständige Geschäftseinheit gegründet, die sich seitdem dediziert mit dem Thema amorphe Metalle und deren Verarbeitungsprozesse beschäftigt.
Durch die enge Zusammenarbeit mit Maschinenherstellern ist es uns gelungen im April 2019 einen optimierten Spritzgussprozess am Markt anzubieten, der den Grundstein für die Serienfertigung im industriellen Maßstab ermöglicht hat. Parallel haben wir am 3D-Druck gearbeitet, um die Vorteile dieser Technologie mit den Vorteilen unseres Materials kombinieren zu können.
Welchen speziellen Nutzen hat die Innovation?
Über die Materialeigenschaften gepaart mit den von uns angebotenen Prozesslösungen können wir unsere Kunden damit unterstützen, neue Geometrien zu ermöglichen oder den Trend der Miniaturisierung zu unterstützen, da Komponenten auf Grund der hohen Festigkeit des Materials kleiner oder dünner realisiert werden können. Mit Hilfe der Prozesstechnologien, die wir im Haus haben, können wir amorphe Bauteile im industriellen Maßstab fertigen.
Da unser Material auch korrosionsresistent und biokompatibel ist, bietet es für eine Vielzahl Märkte weitere Vorteile. Mit dem Spritzguss können wir zum Beispiel auch in einer sehr kurzen Prozesskette in engen Toleranzen von +/-10µm fertigen mit gleichzeitig guter Oberflächengüte, was in vielen Fällen die Nacharbeit der Bauteile unnötig macht. Über die hohe Härte gepaart mit hoher Festigkeit und Elastizität kann zum Beispiel auch die Standzeit von Verschleißteilen erhöht werden.
Heraeus AMLOY – Das ist der Klang einer Gitarre mit einer 3D-gedruckten Bridge aus amorphem Metall:
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