HomeNewsletterAboSpringer Automotive MediaMediadatenKontakt

Home > Aktuell > Nachrichten

Widerstandsfähiges Glaslot: Neues Produktionsverfahren beschleunigt Herstellung

Zunehmende Enge im Motorraum und eine steigende Anzahl motornaher elektronischer Komponenten stellen höhere Anforderungen an die Werkstoffe, beispielsweise das eingesetzte Glas. Ähnliche Anforderungen gelten auch für Glaslot, ein Glas mit niedrigem Schmelzpunkt, das zum Fügen von Gläsern verwendet wird - oder etwa zum Versiegeln von Sensoren. Dr. Martin Kilo, Leiter des Kompetenzbereichs Glas und Hochtemperaturwerkstoffe am Institut für Silicatforschung ISC in Würzburg (ISC), nennt als Beispiel den motornahen Temperatursensor im Abgasstrang, der per Glaslot versiegelt wird, um ihn vor Korrosion zu schützen. Aber nicht nur bei konventioneller Antriebstechnik wird Glaslot nach Angaben des ISC eingesetzt, sondern auch bei Brennstoffzellen.

Gläser können aus 50 bis 60 verschiedenen Elementen bestehen, berichtet das ISC. Um Gläser mit neuen Eigenschaften zu entwickeln, wählen Experten aus den möglichen Inhaltstoffen etwa zehn aus und mischen sie. Das Pulver erhitzen sie in einem Ofen bis es weich wird, geben es dann in eine Form und lassen es langsam und kontrolliert bis auf Raumtemperatur abkühlen. Währenddessen entnehmen sie Proben, um diese zu untersuchen: Wie zähflüssig ist es? Wie gut benetzt es Metalle? Wie kristallisiert es aus? Die Gläser per Hand herzustellen und zu untersuchen, ist zeitaufwändig: Für 16 Proben benötigt ein Mitarbeiter etwa zwei Wochen.

ISC-Forscher haben nun eine Anlage entwickelt, die all diese Schritte automatisch durchführt. "Die Anlage braucht für 16 Proben lediglich 24 Stunden", sagt Kilo. "Wir können Gläser daher um bis zu 50 Prozent kostengünstiger entwickeln als bisher." Kernstück der Anlage ist ein Roboter: Er stellt einen Mischbecher auf eine Waage und fährt diesen unter 14 Vorratsbehälter, aus denen jeweils eine bestimmte Menge Pulver in den Becher eingefüllt wird. Anschließend mischt der Roboter die einzelnen Zutaten, indem er den Becher verschließt und ihn schüttelt wie ein Barmixer den Cocktailshaker. Nun greift der Arm einen Tiegel, stellt ihn auf die Waage, gibt eine bestimmte Menge des gemischten Pulvers hinein und stellt den Behälter in einen der insgesamt fünf Öfen. Diesen Schritt wiederholt er einige Male, da beim Erwärmen des Pulvers Gas entsteht, das Schaum bilden könnte. Zudem schrumpft das Pulver beim Aufschmelzen. Zum Schluss erhitzt der Ofen den vollständig gefüllten Tiegel auf eine höhere Temperatur, damit die Gasblasen im Glas aufsteigen. Ist das Glas zähflüssig, nimmt der Greifarm den Tiegel heraus, füllt das Glas in eine Form und stellt diese in einen Entspannungsofen. Hier erkaltet das Glas langsam und kontrolliert von 600 bis 800 Grad Celsius auf Raumtemperatur.

Ein weiteres zentrales Element der Anlage ist die Charakterisierungseinheit: Sie erfolgt nach dem thermooptischen Messprinzip. Dabei wird durch zwei Messfenster der Schattenwurf der Probe im Gegenlicht von einer CCD-Kamera aufgezeichnet. Aus den Konturänderungen lassen sich thermische Eigenschaften wie Probenvolumen, Halbkugelpunkt und Benetzungswinkel bestimmen. Diese Untersuchungseinheit misst, wie zähflüssig die Schmelze ist, ob und wie sie auskristallisiert und Metalle benetzt. Sie kann unabhängig von der Glas-Screening-Anlage eingesetzt werden. Auch die Fähigkeit des Glases, Wärme zu leiten, ermittelt und dokumentiert die Anlage.

Im Rahmen der Messe Productronica von Dienstag, 15. November, bis Freitag, 18. November 2011, in München stellen die Forscher den Roboter vor. Metadaten anzeigen: Autor verbergen | Schlagworte