INDALMIM - Aluminium: Spritzguss für die Industrie

Der Metallpulverspritzguss ist eine beliebte Methode, um komplexe Kleinteile kostengünstig und materialsparend zu produzieren. Was bei Rostfreistahl, Titan und Hartmetall einwandfrei funktioniert, war bisher für Aluminium ein Problem. Da sich dieses Metall durch seine stabilen Oberflächenoxide kaum sintern (also durch thermische Behandlung verfestigen) lässt, gelang der Spritzguss von Aluminium bisher nur im Labormaßstab.

Ziel von INDALMIM ist es nun, fehlende Bausteine für den industriellen Einsatz von Metallpulverspritzguss für Aluminium zu entwickeln und die Legierungstechnik so weit zu verfeinern, dass die Anwendung in der Automobilindustrie realistisch erscheint. Dazu mussten nicht nur die Herausforderung des Sinterns, sondern auch die Problematik einer bisher immer auftretenden Oberflächenverschmutzung geklärt werden.

Bis zu 50 Prozent Materialersparnis

Aluminiumlegierungen haben einen besonders niedrigen Schmelzpunkt, weshalb die Entfernung des Binders mit herkömmlichen thermischen Methoden schwierig ist, da sie mit der Flüssigphasensinterung, die zur Schmelze führt, überlappt. Dies darf aber auf keinen Fall geschehen, da sonst Kohlenstoff eingebaut wird, der eine Sinterung verhindert.

Den ForscherInnen gelang nun die Verdichtung in einer Stickstoffatmosphäre, bei geringem Sauerstoff- und Kohlenstoffgehalt des entbinderten Körpers. Auch für die unansehnlichen Oberflächenschichten während der Abkühlphase konnte eine Lösung gefunden werden. Beim Sinterprozess von Aluminiumlegierungen müssen also die Temperatur sowie die zum Teil reaktiven Atmosphären besonders unter Kontrolle gehalten werden. Dank der Kenntnis dieser Vorgänge ist die industrielle Spritzguss-Serienproduktion von Bauteilen möglich.

Die von INDALMIM entwickelte neue Technologie setzt auf verhältnismäßig grobe, handelsübliche – und damit günstige – Pulver, mit denen sich auch größere Bauteile verwirklichen lassen. Sie kann unmittelbar in die bestehende Produktion integriert werden und ermöglicht Materialeinsparungen von bis zu 50 Prozent, was beim energieintensiven Metall Aluminium eine signifikante Reduktion des Energieeinsatzes bedeutet. Ein Patent über das Verfahren wurde bereits angemeldet.

Konsortialführer

TU Wien, Institut für Chemische Technologien und Analytik

Weitere Konsortialpartner

• Fotec Forschungs- und Technologietransfer GmbH
• Rupert Fertinger GmbH
• BASF SE
• Ecka Granules Germany GmbH

Projektkoordinator

Prof. Dr. Herbert Danninger
E-Mail: herbert.danninger@tuwien.ac.at