Innovation

Eine der Möglichkeiten tribologisch beanspruchte Bauteile, (z.B. Fadenführungelemente in der Textilindustrie) hinsichtlich Produktivität weiter zu optimieren, ist der Einsatz von Oberflächenstrukturierungen. Um eine Oberflächenstrukturierung, speziell Nanostrukturierung, an den derzeit eingesetzten keramischen Werkstoffen (Al2O3 bzw. ZrO2) durchführen zu können, soll im Rahmen der Sondierung ein neues Konzept für die direkte Herstellung von keramischen Komponenten mit Nanostrukturierung erprobt werden. Dabei wird zunächst mittels Nanoimprint Lithographie (NIL) eine Nanostruktur in einer Kunststofffolie abgebildet. Diese strukturierte Form wird als „verlorene Form“ im Pulverspritzguss Prozess eingesetzt, d.h. darin wird ein Gemisch aus keramischen Pulvern und einem Binder eingespritzt und anschließend gleichzeitig entbindert bzw. gesintert.

Zusammenfassung und Ergebnisse

Der Verbrauch an textilen Faserstoffen hat im Jahr 2006 die Marke von 60 Mio Tonnen übersprungen. Das entspricht einem weltweiten Warenwert von über 1000 Mrd. Euro. Die Wachsstumsrate liegt – insbesondere bei den synthetischen Fasern wie Polyester (15 Mio to) bei 8 % - Tendenz steigend. Der Weltmarkt ist speziell durch den asiatischen Raum dominiert und der Preisdruck auf europäische Unternehmen (Webereien, Spinnereien, Färbereien) ist enorm. Damit sich diese Unternehmen sowie auch die entsprechenden Zulieferbetriebe für den Textilbereich auch in Zukunft gegenüber den Mitbewerben behaupten können, sind Innovationen erforderlich, die es ermöglichen, die Produktivität zu steigern und/oder die Qualität der Produkte zu verbessern.

In den vergangenen Jahren wurde bereits durch Optimierungen im Bereich der Bulkwerkstoffe viele Verbesserungen gemacht. Eine der Möglichkeiten, eine weitere Reduktion im Verschleiß bzw. auch in der Qualität der Fasern zu erreichen, ist der Einsatz von Oberflächenstrukturierungen an Fadenführungselementen. Um eine Oberflächenstrukturierung, speziell Nanostrukturierung, an den derzeit eingesetzten keramischen Werkstoffen (Al2O3 bzw. ZrO2) durchführen zu können, soll im Rahmen der Sondierung ein neues Konzept für die direkte Herstellung von keramischen Komponenten mit komplexer Struktur und integriertier Nanostrukturierung erprobt werden.

Dabei wird zunächst mittels Nanoimprint Lithographie (NIL) die gewünschte Oberflächenstruktur in einer Kunststofffolie abgebildet. Diese strukturierte Form wird als „verlorene Form“ im Keramik Pulverspritzguss Prozess eingesetzt. Dazu wird eine Mischung aus Keramikpulver und Binder in ein Werkzeug eingespritzt, in das die NIL strukturierte Form eingelegt wird. In einem nachfolgenden Entbinderungsprozess werden sowohl die Binder Komponente wie auch die strukturierte Form thermisch entfernt. Danach folgt ein Sinterprozess, in dem das Bauteil mit der Oberflächenstrukturierung zu einem kompakten Formkörper gesintert wird. Die hergestellten Bauteile werden entsprechenden Anwendungstests unterzogen.