Werkstoffentwicklung bleibt für die fertigende Industrie essenziell. Hochspezialisierte Fertigungsprozesse benötigen massgeschneiderte Materialien, um den versprochenen Fortschritt durch neuartige Komponenten zu realisieren. Mit der Simulation der Herstellungsprozesse und deren Einfluss auf die Werkstoffe selbst starten wir virtuell in den Entwicklungsprozess. Die Verifizierung startet mit der Herstellung von massgeschneiderten Pulvern und erfolgt durch Optimierung der Fertigungsprozesse sowie über grundlegende Charakterisierung der Mikrostruktur und der Eigenschaften der finalen Komponente.


Additive Fertigung

Wir forschen entlang der gesamten Prozesskette – von der Entwicklung massgeschneiderter Legierungen bis zur Prüfung der fertigen Komponenten – um das global bestmögliche Resultat zu erhalten. Dabei unterstützen wir alle Fertigungsprozesse, die bei inspire und seinen Kunden abgebildet werden – von Additiver Fertigung bis zu ultraschnellen Laserauftragsschweissprozessen.

Materialentwicklung
Prozess-spezifische Werkstoffentwicklung am Beispiel SLM

Sinterprozesse

Wir bringen Pulverförmige Werkstoffe in Form, mittels Heisspressen, thermischem Sintern, Spark Plasma Sintern (SPS), sowie hybriden Prozessen. Dabei nutzen wir additive Fertigung für die Formgebung, um dessen Freiheitsgrade für Sinterprozesse zu nutzen, und kümmern uns um neue, nachhaltigere Werkzeug-Werkstoffe für subtraktive Fertigungsprozesse.

Sintern

3D Spark Plasma Sintern: Konzept und gesinterte Aluminiumkomponente


Keramik-Verarbeitung

Wir arbeiten mit anspruchsvollen Keramik-Werkstoffen, die auf Hochleistungsanwendungen zugeschnitten sind. Dazu gehören unter anderem Oxidkeramik, feuerfeste Materialien und metallische Gläser (BMG). Diese keramikähnlichen Werkstoffe erfordern strenge Herstellungsbedingungen (T, P, t) und fortschrittliche Verarbeitungstechniken, wie z. B. Hochdruck-Funkenplasmasintern (HP-SPS), Multimaterial-nahe Netzformung und andere. Unser Ziel ist es, die Anforderungen der Industrie in Bezug auf geometrische, mechanische und optische Eigenschaften zu erfüllen und gleichzeitig das Abfallaufkommen zu reduzieren und nachhaltige Formulierungen zu bevorzugen.

Farbige Keramikscheiben, die durch Anpassung der Pulverzusammensetzung hergestellt wurden. Grundlage für die In-situ-SPS-Formgebung durch opferbare Raumhaltermaterialien
 

Metalle, Multi-Material Systeme

Wir forschen an metallischen Legierungen, insbesondere auf Al-, Ti-, Fe- und Ni-Basis und arbeiten an Multi-Material-Fragen (Metall+Metall, Metall+Keramik).

Multimaterial
Mittels Spark Plasma Sintering co-gesinterter Bimetall-Verbund. Quelle: advanced-manufacturing.ethz.ch

Metallpulver

Wir entwickeln und produzieren metallische Pulver im Labormassstab, massgeschneidert auf den Fertigungsprozess (z.B. SLM) und die angestrebte Anwendung

Atomizer
Unser Labor-Atomizer zur Herstellung metallischer Pulver, Funktionsprinzip, Metallpulver mit hoher Sphärizität. Quelle: www.metalatomizer.com

Simulation

Die virtuelle Werkstoffentwicklung ist ein weiteres Standbein unseres Leistungsspektrums. Hiermit verkürzen wir den konventionellen, auf lokale Verbesserung und schrittweise Adaptation ausgerichteten Entwicklungszyklus und zielen somit auf das global erreichbare Optimum.

Materialsimulation
Werkstoffsimulation mit ThermoCalc®: Erstarrungssimulation mit Legierungskonzept und Simulation der Bildung metastabiler Phasen

Prüfung

Unsere Expertise umfasst Metallographie, statische und dynamische mechanische Prüfung, Ermittlung thermophysikalischer Eigenschaften, etc. Hochspezialisierte Untersuchungen mittels z.Bsp. TEM oder XRD sind über die enge Zusammenarbeit mit der ETH zugänglich. Auch bei anderen konkreten Fragestellungen, beispielsweise Schadensanalyse, helfen wir Ihnen gerne weiter.

Prüfung
Hochtemperatur-Stauchversuch an einer Molybdänlegierung im Umformdilatometer