Hochleistungswerkstoffe im Leichtbau. Herstellung, Verarbeitung und Anwendungen am Beispiel von intermetallischen Titanaluminiden (PDF)

Studienarbeit aus dem Jahr 2016 im Fachbereich Ingenieurwissenschaften - Metallbautechnik / Metallverarbeitung, Note: 1,0, , Sprache: Deutsch, Abstract: Die vorliegende Arbeit thematisiert die Herstellung, Verarbeitung und Anwendungen von Titanaluminiden, einem seit den neunziger Jahren vielversprechendem Hochleistungswerkstoff auf Basis von Nichteisenmetallen. Universitäten, Institute und Unternehmen betreiben seit Beginn der Forschungen teilweise sehr hohen Aufwand, um diesen Werkstoff als solchen für den Leichtbau wirtschaftlich produzierbar und verarbeitbar zu gestalten. Massgebende bisherige Erkenntnisse sollen unter anderem in dieser Arbeit dargestellt werden.

Die jährliche Umweltbelastung durch internationalen Luftverkehr ist mit ca. 600 Mio Tonnen CO2 erfasst worden. Dem gegenüber und als Vergleich steht ein CO2 Ausstoss eines PKWs von rund 4 Tonnen pro Jahr. Dem Klimawandel, welcher durch den Menschen verursacht wird, trägt der Flugverkehr mit rund 3,5 - 5% bei. Mit einem hohen Energieverbrauch aufgrund global vernetzter Wirtschaft und steigender Mobilität, steigt auch die Umweltbelastung. Weiterhin sind beispielsweise Erdölverbräuche für jedermann täglich erkennbar, während die damit einhergehenden, nachhaltigen Umweltschädigungen nur über grosse Zeiträume ersichtlich werden. Bei der erlaubten Emission von Strahltriebwerken und Verbrennungsmotoren gelten strenge Vorschriften. Um die Ziele der EU zu erreichen, sind neue Auslegungs- und Leichtbaukonzepte notwendig, aber auch die Entwicklung von neuen Hochleistungswerkstoffen, welche im Rahmen von fachübergreifenden Forschungs- und Entwicklungsprojekten stattfinden. Zukünftige Technologien müssen, um den genannten Anforderungen gerecht zu werden, weniger Lärm verursachen, Treibstoff effizienter nutzen und den Schadstoffausstoss minimieren. Gewichtsspezifische Leistungssteigerungen, reduzierte Produktions- und Wartungskosten, sowie erhöhte Lebensdauer und Verlässlichkeit sind dabei massgebende Anforderungen an High-Tech Anwendungen. Dabei rücken Werkstoffe wie Titanaluminide in den letzten Jahren und Jahrzenten immer mehr in das Zentrum der Entwicklungstätigkeiten.

Im Hauptteil der Arbeit wird auf die Herstellung und Verarbeitung ausgewählter Fertigungsprozesse nach DIN 8580 und Anwendungen von Titanaluminiden eingegangen. Die Arbeit wird mit der Darstellung aktueller Trends und zukünftiger Entwicklungen zur Verarbeitung und Anwendungen des Werkstoffs auf Basis eines und einer kritischen Reflexion der Ergebnisse abgerundet.