Teilprojekt Z1
Zentrale Werkstoffbeschaffung, Qualitätssicherung und Hartbearbeitung
Prof. Dr. Michael J. Hoffmann
Institut für Angewandte Materialien (IAM-KM)
Karlsruher Institut für Technologie
 Das Infrastrukturprojekt Z1 hat die Aufgabe, die Teilprojekte des SFB mit geeignetem Probenmaterial zu versorgen. Dabei, muss die Qualität und die Vergleichbarkeit der Proben und Bauteile über die verschiedenen Teilprojekte und über unterschiedliche Projektphasen hinweg gewährleistet sein. Ein weiteres Aufgabenfeld ist die Unterstützung von Projekten aus dem Projektbereich A (Systementwicklung und Konstruktion) in Fragen der Keramikfertigung und Keramikintegration. Rohteile aus kommerziellen Keramikqualitäten werden von geeigneten Lieferanten über Z1 zentral beschafft. Rohteileteile aus Entwicklungslinien des SFB (Sialone, Siliciumnitrid) werden von Z1 selbst gefertigt. Die Hartbearbeitung der Teile erfolgt zum Teil bei den Keramikherstellern direkt, zum Teil bei externen Dienstleistern und in geringerem Umfang auch in eigenen Fertigungseinrichtungen. Z1 erarbeitet mit den betreffenden Teilprojekten, Lieferanten und Dienstleistern geeignete Spezifikationen und koordiniert die Auftragsabwicklung. Die Einhaltung der Spezifikationen wird im Rahmen von Qualitätssicherungsroutinen an Zwischen- und Endprodukten überwacht. Bei Abweichungen von den Spezifikationen werden geeignete Maßnahmen eingeleitet. Die dabei gewonnenen Erfahrungen fließen in die Diskussion neuer Designvarianten im Projektbereich A ein. In der bisherigen Laufzeit wurden Qualitätssicherungsroutinen erarbeitet und ständig verfeinert. Ursachen für einige zu Beginn der SFB-Laufzeit aufgetretene Qualitätsschwankungen bei kommerziellen Bauteilen wurden in Kooperation mit den Herstellern identifiziert. Durch enger gefasste Spezifikationen und Vorgaben für den Fertigungsprozess wurden danach sehr gleich bleibende Qualitäten erzielt. Die im Rahmen der Qualitätssicherung gewonnenen Werkstoffeigenschaften wurden aufbereitet und bilden einen Beitrag für die Gesamtdatenbasis des SFB. In der laufenden Förderphase wird auch die Eigenfertigung von Proben und Bauteilen aus Sialon- und Siliciumnitridwerkstoffen stärker ausgebaut. Bei größeren Teilen (Walzen für TP A8) erfolgen einzelne Fertigungsschritte in Kooperation mit Industriepartnern. Das Bild oben zeigt ein Beispiel aus diesen Arbeiten. Links oben ist eine rasterelektronenmikroskopische Aufnahme eines Siliciumnitrid-Gefüges zu sehen. Die restlichen Teilbilder geben die Binarisierung und statistische Auswertung der Korngrößenverteilung wieder. Die Korngrößenverteilung reagiert empfindlich auf änderungen in der Qualität der Ausgangspulver und Schwankungen im Sinterprozess und eignet sich damit als ein Qualitätsmerkmal im Rahmen der Fertigungsüberwachung. |