Témata
Reklama

Materiály a technologie z jiného světa

Nedávno skončený veletrh Materialica 2001 se představil s novým názvem jako 4. mezinárodní veletrh aplikací materiálu, povrchového a výrobního inženýrství konaný spolu s kongresem Materials Week a seminářem Materialica Forum ve dnech 1. - 4. října 2001 na mnichovském výstavišti Neue Messe.

Své příležitosti zde využila keramika s keramickými kompozity a nanotechnologie. Oba obory ukázaly takové inovace materiálových řešení, které jakoby přicházely z jiného světa.
Reklama
Reklama
Reklama

Svět keramiky

Vysoký zájem vystavovatelů keramiky podnítila též souběžně probíhající doprovodná konference HT-CMC (High Temperature Ceramic Matrix Composites) o vysokoteplotních kompozitech s keramickou matricí. Konference byla nečekaně aktuální. Nedávné teroristické útoky na civilní letadla totiž ukázaly, že právě pevná ohnivzdorná keramická vlákna a kompozity se mohou stát konstrukčním materiálem pro zabezpečení pilotních kabin letadel a pro kontejnery odolávající účinkům zbraní a výbušnin.

Vláknová keramika a kompozity

Cestu naznačuje vývoj americké firmy 3M Ceramic Textiles and Composites. Vystavená keramická vlákna Nextel typů 312 (Al2O3+B2O3+SiO2), 440 (γ-Al2O3+mullit+SiO2), 610 (γ-Al2O3+SiO2), 650 (α-Al2O3) a 720 (α-Al2O3+mullit), ač nejsou nejnovější (nyní s nanovlákny, příp. nejnověji s povlaky ZrO2, La2O3.6Al2O3 nebo monazitu (Ce,La,Nd,Th)PO4 jako oxidační bariérou), stále představují významný pokrok. Vlákna průměru 10 - 12 µm se snadno zpracovávají na textilie, tkaniny, papíry, pásy, hadice a CMC kompozity. Jejich provozní teplota je 1370 °C při nízké roztažnosti a vysoké rozměrové stabilitě. Všechny typy jsou ověřeny pro letecké aplikace na tepelné bariéry motorů, obraceče tahu, protipožární obložení aj. u letadel Boeing, McDonell Douglas a Airbus.
Pro automobily byly vyvinuty brzdové třmeny z hliníkového kompozitu (AMC) na bázi hliníku vyztuženého nanokrystalovými vlákny Nextel 610 s pevností Rm 3100 MPa, mající při stejném tvaru jako ocelové nebo litinové poloviční hmotnost, vyšší pevnost a odolnost vůči opotřebení a trojnásobnou pevnost proti hliníku. Brzdové kotouče z C/C-SiC vláknového kompozitu s nízkou měrnou hmotností 1,9 g.cm-3 a pevností v tahu Rm kolem 100 MPa při 1400 °C jsou již připraveny; hledají se ale cenově únosné technologie sériové výroby.
Z porézní oxidové keramiky na bázi Al2O3 a mullitu (3Al2O3.2SiO2), vyztužené alumosilikát/mullitovými vlákny, vyvinulo německé centrum letectví a kosmického výzkumu DLR vinutý CMC kompozit WHIPOX (Wound Highly Porous Oxide Ceramic Composite) pro nasazení při vysokých zatíženích krátkodobě při teplotě 1750 °C a při nízkých zatíženích dlouhodobě při 1200 °C. Má vysokou odolnost vůči tepelnému rázu a díky vysoké porezitě 20 - 50 obj. % lepší lomové chování. Zcela nový materiál se vyrábí v tělesech O 500 x 600 mm a používá pro podobné účely jako Nextel, navíc jako materiál pro návratové fáze kosmického výzkumu.
Nitridová keramika Si3N4 se stále více prosazuje na tvářecí nástroje. Hybridní nástroje firmy Bea Tec a z ústavu Fraunhofer-Institut für keramische Technologien und Sinterwerkstoffe, s vložkami ze Si3N4 nanokompozitu o střední velikosti zrna d50 100 - 500 nm, mají nízký součinitel tření bez mazání a vysokou odolnost vůči opotřebení pro hlubokotažné nástroje a válce pro válcování drátu. Podobně použití nanokeramiky z WC o d50 200 nm vede ke zvýšení tvrdosti HV 10 na 2600 - 2800 pro řezné nástroje a trysky pro řezání vodním paprskem.

Svět povrchů

Povrchovému inženýrství dominovaly úpravy povrchu založené na vakuových procesech a nanotechnologiích. Společnými znaky obou technologií je tvorba tenkých vrstev s nízkou spotřebou zdrojů, aplikace na nejrůznější substráty a vysoká ekologie procesů.

Převratná chemická nanotechnologie

Z exponátů ústavu Institut für Neue Materialien (INM) v Saarbrückenu vyniká světová novinka - první zakřivená elektrochromní autoskla o tloušťce 7 mm s možností elektrického ovládání propustnosti světla (stmívání) mezi 70 a 80 %. Mezi dvěma skly jsou umístěny dvě transparentní vodivé vrstvy ITO (Indium-Tin Oxide In2(Sn)O3) nebo FTO (Fluorine doped Tin Oxide Sn(F)O2), elektrochromní vrstva WO3, vrstva CeO2.TiO2 jako iontový zdroj a anorganicko-organický lithiový nanokompozit jako iontový vodič, který též kompenzuje výrobní tolerance zakřivených skel. Proud slouží pouze pro ovládání změn.
Ústav INM vyvinul a ve spolupráci s berlínskou nemocnicí Charité ověřil nanočástice oxidů železa pro léčení nádorů. Princip metody spočívá v tom, že biochemicky upravené disperze nanočástic jsou po injekční aplikaci selektivně stravovány nádorovou tkání, která se poté vystaví magnetickému poli. Při tom dojde k jejich ohřevu; zvýšenou teplotou nádor odumře a zdravá tkáň se postará o jeho odstranění. Podle INM má být metoda zcela bezpečná a v nejbližší době použita na neléčitelné mozkové nádory.
Další novinkou jsou pružné autolaky s keramickými nanokompozity odolné 10 až 100násobně vůči poškrábání. Laky se již ověřují ve výrobě a zjišťuje se akceptance automobilových výrobců. Pracuje se na vývoji lesklých laků systému "easy to clean", na nichž neulpívají nečistoty. Podle pracovníků INM je vznik komerčních laků ještě daleko. To souhlasí s výzkumem DuPont Herberts Automotive, jemuž se zatím podařilo vytvořit pouze matné laky; o ně však automobilky nejeví zájem.
Nanočástic velikosti 10 - 60 nm využívají nové fotoluminiscenční tiskové barvy INM k ochraně značkových výrobků před padělky, ochraně dokumentů a platebních karet, a identifikaci značkových náhradních dílů. Při speciálním osvětlení svítí bezbarvé transparentní disperze Y2O3.SiO2 dopované europiem Eu3+ červeně, s cerem Ce3+ modře a s terbiem Tb3+ stejně jako částice Zn2SiO4 s manganem Mn4+ zeleně.
Systémům "easy to clean" založeným na tzv. lotosovém efektu a na využití nanopovlaků se věnuje firma Nanogate Technologies, vzniklá jako "spin-off" právě z INM. Po povlacích na dlaždice a sanitární keramiku, na nichž neulpívají nečistoty a vodní kámen, vyvinula prostředek pro domácnost Cleartec Fluid, vytvářející "easy to clean" povlaky na sprchové kouty, umyvadla, vany, baterie ap. Na podobném základě je vytvořen prostředek Nanosun pro povrchy solárních zařízení, na nichž se tak nečistoty, voda ani tenké vrstvy sněhu neudrží.
Díky kongresu Materials Week jsme se v Evropě poprvé seznámili s nanoprášky australské firmy Advanced Powder Technologies z Welshpoolu v Západní Austrálii. Mechanochemickou technologií vyrábí prášky ze ZnO, TiO2, CeO2, ZrO2, Al2O3 a BaO.TiO2. Ceriové, zirkoniové a aluminové prášky o d50 10 - 60 nm slouží k výrobě keramiky, pro palivové články a bariérové povlaky. Velké úsilí se věnuje vývoji nanoprášků ze ZnO a TiO2 o d50 zhruba 25 nm jako čirých UV absorbérů do ochranné protisluneční kosmetiky.

Vakuové technologie

Jeden z nejvyspělejších evropských výrobců vakuové techniky Von Ardenne Anlagentechnik z Drážďan vystavoval vertikální in-line naprašovací systém VISS 450 pro nanášení kovových a oxidových povlaků na substráty 450 x 450 x 10 mm. V nabídce má PVD povlakování turbínových lopatek s podporou ohřevem elektronovým paprskem (EB), tavicí EB pece s výkony 300 a 1500 kW, linky na povlakování plochého skla (včetně vrstev ITO), CVD a PVD povlakování ocelových pásů s podporou EB a plazmou, a povlakování ocelových pásů fotovoltaiky a vysokoteplotními supravodiči. Jeden ze systémů pro PAPVD povlakování s EB asistencí v Thyssen Krupp Dortmunder OberflächenCentrum připravuje vakuovými procesy automobilové pásy s Ti-Zn povlaky. Mimochodem, prezentace firmy Von Ardenne proběhla dne 26. září tr. na MSV v Brně v rámci Česko-saských hospodářských dnů.

Svět výzkumu a technologií

Za jeden z velkých úspěšných výzkumů lze považovat zvládnutí technologií zpracování ?-titanaluminidu na ingoty, výkovky turbínových lopatek pro kompresory a na automobilové ventily vstřikované z ?-TiAl prášků nebo odlévané jako přesné odlitky. Úspěch dokumentovaly firmy GfE Materialien und Werkstoffe a Access ve spolupráci s ALD Vacuum Technologies a TRW Deutschland v kování a odlévání, GKSS Geesthacht ve vstřikování technologií MIM. Vedle nich se projektu účastní i automobilky Audi, BMW, Ford a VW. Lehké a pevné ?-TiAl s měrnou hmotností ? 3,7 - 4 g.cm-3 mohou spolehlivě pracovat při teplotách až 850 °C. Nyní se hledají cenově efektivnější technologie, především tvářecí.
Možnosti hydromechanického hlubokého tažení rotačních i nerotačních tvarů z nerezavějících ocelí vodou předvedla rakouská firma HMT Umformtechnik z Leobenu. Tato technologie nevyžaduje negativní nástroj, umožňuje dosažení hlubokého tažení o ß 3,2 na jeden tah bez mazání a povrchových defektů, úchylky tlouštěk v nejkritičtějších místech do -10 %, vytváření bočních prolisů, zpracování povrchově upravených plechů bez poškození a použití standardních lisů.
Po IMTS 2000 byla brémským Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung poprvé v Evropě předvedena aplikace rapid prototyping systému ProMetal RTS-300 americké firmy Extrude Hone, využívající připravených řezů z CAD konstrukce k nanášení vrstev technikou inkoustového tisku, kde inkoust nahrazuje prášek z nerezavějící oceli a bronzu v pojivu. Po odstranění pojiva a slinutí vzniká během krátké doby finální design.
Z laboratorní techniky zaujalo barevné zobrazování struktur chemického a fázového složení Röntec ColorSEM u rastrovacích elektronových mikroskopů systémem Röntec Multimax založeném na XFlash detektoru. Technika se 400 000 cps umožňuje zobrazování prvků od sodíku po uran, až 8 prvků současně a v rozlišení až 4000 x 4000 pixelů v TIF formátu se softwarem pro Windows od 98. Výrobcem je berlínská firma Röntec GmbH.
Zde se též představila česká expozice deseti firem, organizovaná brněnskou firmou EXPO-Consult+Service, oficiálním zástupcem Messe München v ČR, s garantem expozice Českou společností pro nové materiály a technologie. Převážně s nabídkou služeb a výzkumu se zúčastnili SVÚM Praha, ČVUT Praha, VUT Brno, Vítkovice - výzkum a vývoj, s nabídkou výrobků i První brněnská strojírna Velká Bíteš a Tokoz Žďár nad Sázavou.
Vzhledem k blížícímu se veletrhu plastů K 2001 v Düsseldorfu, konaném jednou za tři roky, byla letošní Materialica chudší v nabídce plastů. Stává se ale i díky kongresu Materials Week pro vystavovatele a návštěvníky stále uznávanějším evropským materiálovým fórem, kde se ukazuje, že bez neustálých inovací a certifikací jakosti není a nebude na materiálovém trhu místo.
Příští, 5. veletrh Materialica 2002 s kongresem Materials Week se bude konat ve dnech 30. 9. - 3. 10. 2002 opět na výstavišti Neue Messe v Mnichově. Informace naleznete na adrese: www.materialica.de.
Reklama
Vydání #11
Kód článku: 11107
Datum: 07. 11. 2001
Rubrika: Servis / Veletrhy a výstavy
Autor:
Firmy
Související články
Na evropské trhy s finanční podporou

První celoevropsky významná akce v oblasti strojírenství a subdodavatelské branže se v příštím roce koná na lipském výstavišti v termínu 2. až 5. března: veletrhy Intec a Z 2021. Také a možná právě v současných obtížných časech zde čeští vystavovatelé a návštěvníci mohou navázat důležité obchodní kontakty a informovat se o nejnovějších trendech a vývoji v oboru. Vystavovatelé z Česka navíc se státní podporou.

MSV ve znamení sofistikovaných řešení

Na naše otázky odpovídají Zuzana Štemberová, Project Engineer ve společnosti Advanced Engineering, a Pavel Šumera, ředitel firmy Hennlich.

MSV ve znamení speciálních nástrojů

Na naše otázky tentokrát odpovídá Vavřinec Pečinka, majitel společnosti ANAJ Czech.

Související články
Průvodce světem technologických inovací

Nejen vynikající příležitostí pro navazování nových či utužování stávajících obchodních vztahů, ale i příhodnou záminkou důležitých společenských setkání. Tím vším je, velmi stručně řečeno, Amper 2020 – největší středoevropská veletržní akce v oborech elektrotechnika, energetika, automatizace, komunikace, osvětlení a zabezpečení. Proběhne ve dnech 17.–20. března 2020 na brněnském výstavišti.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Düsseldorf pro klíčové hráče oborů drátů a trubek

Nová multifunkční hala pro 10 tisíc lidí, která je letošní novinkou veletrhů wire a Tube, ale i nesčetné zajímavosti z oborů dráty, kabely, trubky a roury. To je příslib veletržního dua wire a Tube.

Budoucnost průmyslových technologií objevíte v Brně

Nadcházející 62. Mezinárodní strojírenský veletrh ukáže ještě více z digitalizace průmyslu, přičemž jeho nosným oborem bude tradičně obrábění a tváření. Očekává se návštěva 80 tisíc odborníků z více než 1 600 firem. Veletrh proběhne od 5. do 9. října 2020 na brněnském výstavišti.

MSV ve znamení monitorovacích zařízení i výroby plastů

Na naše otázky tentokrát odpovídají Ing. Jakub Červeň Sales Manager firmy 4dot a Ing. Markéta Havlíková marketing a komunikace A.M.

Nové technologie jako motor inovací - 2. část

Více než 3 000 společností z oboru plastů a kaučuku představí letos v říjnu produkty a řešení pro produktivní a zodpovědný dnešek, zítřek i pozítřek v rámci veletrhu K Düsseldorf.

Nové technologie jako motor inovací

Více než 3 000 společností z oboru plastů a kaučuku představí letos v říjnu produkty a řešení pro produktivní a zodpovědný dnešek, zítřek i pozítřek v rámci veletrhu K Düsseldorf.

Düsseldorf se chystá na Káčko

K Düsseldorf - tento název je již 67 let symbolem největšího světového setkání v oblasti průmyslu plastů a kaučuku. Každé tři roky se v Düsseldorfu scházejí vystavovatelé a návštěvníci ze všech kontinentů, aby se seznámili s nejnovějšími výsledky vývoje v tomto dynamickém a inovativním průmyslovém odvětví.

Téma budoucnosti: Aditivní výroba

Aditivní výroba je velkým tématem budoucnosti. Klasické výrobní technologie stále více nahrazuje trojrozměrný tisk, který se již dnes úspěšně používá v mnoha náročných průmyslových oborech.

Řezné nástroje v Brně

Mezinárodní strojírenský veletrh v Brně je letos netrpělivě očekáván mimo jiné i zájemci o novinky a trendy v oblasti řezných nástrojů, materiálů a jejich povlaků pro obrábění, stejně jako například v oblasti maziv či řezných kapalin.

Budoucnost textilního průmyslu

Přední světoví odborníci ze světa technologií na zpracování textilu a pružných materiálů se ve dnech 14.–17. května sejdou v německém Frankfurtu. Jako tradičně bude i letos cílem jejich cesty veletrh Texprocess.

Moskva ve znamení trubek a drátů

Oblíbené příležitosti k setkání lidí z branží trubek a drátů se v roce 2019 uskuteční v Moskvě, ale v rozdílných termínech. Přední ruský veletrh drátů a kabelů – wire Russia – se zde uskuteční od 18. do 20. června 2019, zatímco kombinace veletrhů Tube Russia / Metallurgy Russia / Litmash Russia se bude konat o měsíc dříve. Na rozsáhlé ploše moskevského veletržního areálu Krasnaya Presnya očekávají pořadatelé v obou případech rekordní účast.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit