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Smarte Werkstoffkombinationen: Hybrid-Materialen für neue Systemansätze

Das neue technologische Ökosystem Metahybrid erlaubt innovative, multifunktionale Werkstoff-Hybride mit bisher unbekannten Eigenschaften und Potenzialen bei Gewicht, Funktionalität, Energieeffizienz, Ressourcenverbrauch, Umweltfreundlichkeit und Wirtschaftlichkeit.

Bei der Openpore-3D-Hybridtechnologie wird Aluminium-Digitaldruck mit einem offenporigem Aluminium-Bauteil kombiniert. Bildquelle: © Automoteam

Bei der Openpore-3D-Hybridtechnologie wird Aluminium-Digitaldruck mit einem offenporigem Aluminium-Bauteil kombiniert.

Metahybrid-Bauteile bieten neue konstruktive Freiheitsgrade sowie neue strukturelle und multifunktionelle Eigenschaften für die Werkstoffsubstitution und Funktionsintegration, auch bei Anwendungen mit gegensätzlichen und/oder extremen Anforderungen an die Werkstoffeigenschaften. Die mehrstufige Kombination von neuen Prozess- und Werkstoffeigenschaften erlaubt die Herstellung nicht nur konventioneller Werkstoff-Hybride, sondern auch übergeordneter Hybride von Werkstoff-Hybriden – sogenannter Metahybride.

So können konventionell hergestellte oder 3D-gedruckte Leichtmetall-Bauteile, sowie wasserbeständige Werkstoff-Hybride mit einer Leichtmetall-Komponente, mit der Metaker-Surface-Technologie von Automoteam eine neuartige Randschicht mit einer Dicke bis zu 200 μm erhalten. Diese Schicht ist heterogen, gradiert, multifunktional, mikrostrukturiert, mikroporös und atomar haftend. Damit lassen sich Eigenschaften anwendungsspezifisch kombinieren und einstellen:

  • elektrisch leitend und abriebfest (elektrische Kontakte, EMV Abschirmung);
  • dielektrisch und Wärme leitend (elektrische Kühlung, Thermoelektrik);
  • Wärme leitend, korrosionsbeständig und Licht reflektierend (LED, IR-Messgeräte);
  • körperverträglich, mikrostrukturiert und bioaktiviert (Medizin);
  • Wärme leitend, mikrostrukturiert und abriebfest (Tribologie);
  • auf dem Untergrund atomar haftend, mikrostrukturiert und aktiviert (Kleben, Laminieren).

Die Modifikation von mechanischen, elektrischen, thermischen, chemischen, optischen und anderen Oberflächeneigenschaften von Leichtmetall-Bauteilen und -Hybriden im Metaker-Verfahren kann weitere, bisher für unmöglich gehaltene Anwendungspotenziale eröffnen. Für das leichte Fügen solcher Bauteile stehen zahlreiche Verbindungslösungen zur Verfügung, die neue, wirtschaftliche Multi-Material-Anwendungen mit großem Leichtbau-Potenzialen ermöglichen.