Teilprojekt B2

Lasergestütztes Fügen und Randschichtmodifizieren von keramischen Komponenten

Dr.-Ing. Johannes Schneider 
Institut für Angewandte Materialien (IAM-ZBS) 
Dr. rer. nat. Magnus Rohde  
Institut für Angewandte Materialien (IAM-AWP)
Karlsruher Institut für Technologie 

Das Teilprojekt B2 entwickelt im Hinblick auf den Einsatz im Demonstratorsystem „Trockenkupplung“ die notwendige lasergestützte Fügetechnik zur Sicherstellung hochbelastbarer Keramik-Metall-Verbunde und charakterisiert diese bezüglich ihrer mechanischen, tribologischen und thermophysikalischen Eigenschaften. Die erfolgreich entwickelte Zweistrahltechnik wird zur lasergestützten Randschichtmodifizierung von Al2O3 genutzt, um Keramik-Metall-Verbunde mit gezielt variierter Wärmeleitfähigkeit in der tribologischen Wirkfläche bereitstellen zu können. Bereits während der Förderphase 2006 bis 2008 wurden die wissenschaftlichen Arbeiten des Teilprojektes B2 zum lasergestützen Fügen von Keramik-Metall-Verbunden deutlich über den im Antrag ursprünglich vorgesehenen Umfang hinaus ausgeweitet und intensiviert. Diese Anpassung des Arbeitsprogrammes erfolgte in enger Abstimmung mit den im Teilprojekt A2 durchgeführten Forschungsarbeiten. Dabei wurde deutlich, dass die zur erfolgreichen Realisierung des Demonstratorsystems „Trockenkupplung“ notwendige mechanisch und thermisch hoch belastbare Einbindung der keramischen Friktionsmaterialien in die metallische Konstruktionsumgebung mit Konzepten auf Basis organischer Kleber oder formschlüssiger Verbindungen nicht befriedigend gewährleistet werden konnte. Gleichzeitig konnte die Entwicklung der Zweistrahltechnik zur lasergestützten Randschichtmodifizierung von Al2O3 erfolgreich abgeschlossen werden, so dass diese Technologie in der neuen Antragsphase ohne weiteren Entwicklungsaufwand zur Verfügung steht.