„Heißer Stoff“ entwickelt sich zum Allrounder:

Composites World beschreibt aktuell die Ent­wick­lung als den Beginn einer „neuen Ära für Faser­verbund­werk­stoffe/CMC“.

Tatsächlich haben sich die Nutzung und Weiter­ent­wick­lung der CMC seit den 70er-Jahren nun­mehr stark beschleu­nigt, sodass dieser Werk­stoff heute in etlichen Seg­men­ten der Indus­trie und For­schung bereits unent­behr­lich geworden ist.

Aber die Ziele sind hoch gesteckt, denn um auch nach­hal­ti­gere Pro­dukte in ihrer benö­tig­ten Viel­falt zu ent­wickeln, ist die Tempera­tur­bestän­dig­keit nur eine der zahl­reichen Anfor­de­run­gen. Motiva­tion und Zuver­sicht sind all­seits gewachsen, zumal die Erfol­ge zeigen, dass die gefrag­ten CMC- und OCMC-Typen in ihrer Gesamt­heit wahre Multi­talente sein können.
 

Startschuss für die indus­trielle Oxid­faser­produk­tion in Europa

Die DITF forschen in Denken­dorf umfassend an neuen Rezep­turen und der Opti­mie­rung von Her­stellungs­prozessen oxi­discher Fasern bis hin zur Weiter­ver­ar­bei­tung. Eine indus­trielle Produk­tion mit dem Part­ner Saint-Gobain könnte nun erst­mals in Kürze gelin­gen und die Wirt­schaft­lich­keit der End­pro­dukte durch gerin­gere Faser­kosten erheb­lich ver­bessern.

Erfolgreich waren unsere Tests in Zusam­menarbeit mit den DITF, deren oxi­dische Fasern in einem Pro­jekt mit BASF in uni­direktio­nalen und geweb­ten Stoffen ihre hohe Quali­tät bewei­sen konn­ten. Gewebe der DITF wurden bei uns im Haus zu ferti­gen OCMC-Demons­tra­tions­objek­ten weiter­verar­beitet.

Die Redakteure der Composites World haben mit Haupt­akteuren aus den Berei­chen der For­schung, Entwick­lung und Produk­tion von CMC Kontakt auf­ge­nommen, so erfreu­licher­weise auch mit uns.
Heraus­gekommen ist ein ex­zellent recher­chier­ter Artikel, der eine globale Rund­um­sicht ermög­licht und die Spannung wachsen lässt, denn:
„Alles unter 1000 °C lässt uns kalt.“

Lesen Sie den Original-Artikel hier:

Weiterführende Links:

“DITF Denkendorf advances sustainable carbon fibers, oxide fibers for CMC and more”

– Externe Links zu Composites World, bitte beachten Sie die Datenschutzeinstellungen –

(Stand November 2023)


Ein langlebiges Leichtgewicht:
das Chargiergestell aus Keramikblech®

Dünnwandige Gestell­konstruk­tionen aus Keramik­blech erwiesen sich nach mittler­weile mehr als 400 erfolg­reich absol­vier­ten Zyk­len als robust. Hierbei wurden Material­beschaf­fen­heit, Gewicht und mecha­nische Belast­bar­keit den extremen Heraus­for­derun­gen am Ein­satz­ort expli­zit ange­passt.

Chargier­gestelle aus Keramik­blech bieten bei Lang­zeit­ein­sätzen bis 1000 °C nicht nur durch die geringe Wärme­deh­nung, (ca. 50 % von Stahl), ihre Thermo­schock­bestän­dig­keit, sondern auch durch ihre Stabi­li­tät und Leich­tig­keit beson­dere Vor­teile.

Die Material­verläss­lichkeit ermög­licht zudem hervor­ra­gende Stand­zeiten. Der Formen­viel­falt sind hier­bei kaum Grenzen gesetzt.
 

Praxisbericht "Keramikblech: Ein Enabler unter fordernden Bedingungen",
(Externer Link, bitte beachten Sie die Datenschutzeinstellungen)

(Stand Februar 2022)


Homogenes Biegespannungs­niveau isotroper CMC-Werkstoffe begünstigt Ihre Eignung für multiple Anwendungen.

Biege­versuche isotroper und aniso­troper CMC-Platten ermög­lichen neue Ein­blicke bezüglich des Zusammen­spiels von Faser und Matrix.

Die Proben des Werkstoffs  FW12 wurden in 7 Prüf­richtungen, 0°, 15°, 30°, 45°, 60°, 75° und 90° getestet. Hierbei zeigten sich bei isotropen und aniso­tropen Werkstoff­proben signi­fi­kante Unter­schiede im Biege­verhalten:
 

Biegespannungsverhalten der anisoptropen Platte:
 

  • Die Maximal­lasten können in Faser­richtung 0° und 90° auf­genommen werden. Bei einem Winkel von 45° wird nur noch eine Biege­festig­keit von ca. 50 % der 0°-und-90°-Faser­richtung gemessen. (Grafik: blaue Kurve)


Biegespannungs­verhalten der isoptropen Platte:
 

  • Proben weisen über alle Prüf­winkel (0° – 90° in 15°-Schritten) eine nahezu konstante Biege­spannung auf. Im Rahmen der durch­ge­führten Versuche ist ledig­lich eine Abweichung von maximal 15% Schwan­kung aufgetreten. (Grafik: rote Kurve)


Fazit:

Der Isotrope OCMC-Werk­stoff eignet sich weit besser für mehr­achsige Spannungs­zustände als der anisotrope OCMC-Werkstoff.
 

Vollständige Versuchs­details ent­nehmen Sie bitte dem Origi­nal-Doku­ment unter:

„Biegeversuche an anisotropen und isotropen oxid­keramischen Faser­verbund­werk­stoffen (OCMC)”

Versuchs­durchführung: Sandra Leonhardt und Frank Walter, Autor: Sandra Leonhardt, publiziert durch: © Walter E. C. Pritzkow Spezial­keramik

(Stand Februar 2021)


Mit neuen 3M Nextel® 610-Geweben können Bauteilkosten enorm reduziert werden.

Dabei müssen unsere Kunden nicht auf Qualität verzichten.

 

Das 3M Nextel® 610- Oxidfaser­gewebe ist ein wesent­licher „Grundstoff“ der OCMC’s1. Deshalb ist sein Einkaufs­preis ein entschei­dender Kosten­fak­tor bei der Herstellung ein­facher und auch komplexer Teile aus Keramikblech®.

Als Ergebnis einer Reihe von Entwicklungs­stufen mit 3M Nextel® 610-Geweben hatte sich das Gewebe des Typs DF11-3000 bereits im letzten Jahr bei der Her­stellung von OCMC bewährt. Eine Kosten­reduk­tion von zehn bis fünf­zehn Prozent war bei der Produk­tion von Keramikblech® hier­durch bereits ermöglicht.2


Der Nachfolger DF13-4500 erlaubt je nach Anfor­derungen und Komplexi­tät der Bau­teile eine Kosten­reduktion von bis zu 67%

Unsere Bauteile aus Keramikblech® müssen viel aus­halten und vor ihrem Einsatz durch die „Folter­kammer“: Tempera­tur, Thermo­schock und mecha­nische Belas­tung. Die Ergeb­nisse der Qualitäts­prüfungen unter Ein­satz des neuen Gewebes zeigten sich dies­bezüglich erfreulich. Noch erfreu­licher: das Preis-Leistungs-Verhältnis.


Start für den Einsatz in der Keramikblech®-Herstellung

Wir freuen uns, dass DF13-4500 ab April 2021 für die Her­stellung von Bau­teilen zur Ver­fü­gung steht.

 

1 OCMC = oxidkeramische Verbundwerkstoffe


Brennpunkt Energietechnik

Solar Absorber mit Keramikblech®-­Komponenten:

Vor Kurzem wurden Bau­teile aus Keramik­blech für einen volu­me­trischen Receiver des Solar­turm­kraft­werks Noor III fertig­gestellt. Keramikblech ist aufgrund seiner außer­gewöhn­lichen Eigen­schaf­ten für die Heiß­gas­erzeu­gung bei dieser Art der sola­ren Energie­umwand­lung interes­sant, da hier thermisch und mecha­nisch hoch belast­bare oxid­keramische Faser­verbund­werkstoffe benötigt werden.

Das amerikanische Unter­nehmen Wilson Solar­power Corporation ent­wickelte die tech­nische Grund­lage für das Brayton-Cycle-CSP-System, welches seither als 247Solar Plant™ durch die 247Solar Inc. ver­mark­tet wird. Diese proprie­täre CSP*-Techno­lo­gie ver­wendet heiße Luft als Wärme­träger­medium anstelle des üb­lichen Wasser­dampfes oder Nitrat­salzes.

Der Solar­absorber, aus­geführt als volu­me­trischer Receiver, ist zen­tra­ler Bestand­teil des Solar­turm­kraft­werks Noor III in Marokko. Er erhitzt an der Turm­spitze durch­strö­mende Luft auf bis zu 970 °C. Diese Heiß­luft wird genutzt, um mit Mikro­tur­binen sola­ren Strom zu erzeu­gen.

Die Halte­korb aus Keramik­blech hält die von der Luft durch­strömten kera­mischer SiC-Schäume zu­sam­men. Durch die Kombi­na­tion von SiC-Schäumen als Absor­ber­material und der Halte­struk­tur aus Keramik­blech ist der Absor­ber für diese extre­men Heraus­for­derun­gen bes­tens gerüs­tet, sodass ein Lang­zeitein­satz gewähr­leis­tet ist.

Wir freuen uns, unseren Bei­trag für die gemein­same Energie­versor­gung der Zu­kunft leis­ten zu können und bedan­ken uns für den Auf­trag sowie die gute Zusam­men­arbeit.

*CSP = Con­cen­trating Solar Power 
 

Weiter­führende Informa­tionen hierzu:

247solar.com
(Externer Link, bitte beachten Sie die Datenschutzeinstellungen)

247Solar Plants 3D Animation
(Youtube-Weiterleitung, bitte die Datenschutzrichtlinien und Nutzungsbedingungen beachten.)

(Stand August 2019)


Senkrecht­start in die Zukunft
mit Keramikblech

17. September 2018:
Jetoptera, Inc. beginnt die VTOL-Test­kampagne mit einer Test­platt­form von mehr als 50 kg, um das Konzept des verti­kalen Startens und Landens sowie des Schweb­flug-Modus zu beweisen. 
(Stand Oktober 2018)

Ein Senkrechtstart mit bahnbrechendem Erfolg:
Die Tests zeigen eine aus­gezeichnete Schubvektor­steuerung über ein beweg­liches Fluidic Propulsion System™, (FPS™), das um mehr als 90° aus der horizon­talen Position heraus geschwenkt werden kann. Bestätigt wurden die exzellente Manövrier­fähig­keit sowie der Senkrecht­start, (Vertical Take-Off and Landing/VTOL). Außer­dem wurden Erkennt­nisse zu kurzen Start­zeiten (Short Take-Off and Landing/STOL), gewonnen.

Die ein­gebauten, dünn­wandigen Schub­düsen aus Keramikblech wurden das erste Mal für einen VTOL-Test ein­gesetzt und sind vor­rangig wegen ihres geringen Gewichts bes­tens für den senk­rechten Start geeignet.

Alle nach­fol­genden Jetoptera-Pro­dukte, inklusive des vier­sitzigen VTOL-Flug­zeugs „Jetoptera 4000“, werden das proprie­täre Fluidik-Antriebs­system FPSverwenden.

Weiter­führende Infor­ma­tionen erhalten Sie auf:

www.jetoptera.com,
(Externer Link, bitte beachten Sie die Datenschutzeinstellungen)

und jetoptera.com/news/,
(Externer Link, bitte beachten Sie die Datenschutzeinstellungen)

The-J2000-flying-car,
(Externer Link, bitte beachten Sie die Datenschutzeinstellungen)
 


Das Jetoptera FPS™-System absolviert weitere Flüge der Testkampagne

Am 5. Juli 2018 startete ein zweites Modell – dieses Mal ein Segelflugzeug, angetrieben ausschließlich durch das Fluidic Propulsion System™.

Der erfolgreiche Testflug zeigt die Flexibilität des FPS™-Antriebs­konzepts, das bei unter­schied­lichen Konfigura­tionen der Flugzeug­zelle zum Einsatz kommt. Das Segel­flugzeug wird als Test­plattform für zukünf­tige, auch runde und unrunde Formen der Trieb­werke ver­wendet, ermög­licht durch die Walter E. C. Pritzkow Spezialkeramik-Herstellungs­methode.

Die Vorteile des Systems wie: geringe Größe, verteilte Schub­kraft und hohe Geschwin­dig­keiten, geringes Gewicht, Einfach­heit, erheb­liche Nutz­lasten und außer­gewöhn­liche Manövrier­bar­keit liegen auf der Hand; seine Skalier­barkeit kann auf die neuen Konzepte der urbanen Luft­mobilität aus­geweitet werden.

Diese erfolg­reichen Flüge stärken die Zusammen­arbeit zwischen Walter E. C. Pritzkow Spezial­keramik und Jetoptera, Inc. Die ultra­leichten, inte­grier­ten Keramiktrieb­werke waren der Schlüssel, um das Gewicht der FPS™ gering zu halten. Der Flug und weitere tech­nische Details können auf der Website der Jetoptera, Inc. ein­gesehen werden:

jetoptera.com/news/,
– Externer Link, bitte beachten Sie die Datenschutzeinstellungen –

(Stand Juli 2018)
 


Abgehoben: Schubdüsen aus Keramikblech im Testflug eines unbemannten Luftfahrzeugs (UVA)

Zum ersten Mal „düste“ ein Bauteil aus Keramik­blech, ein­gesetzt in dem Modell „J55“, in den Himmel. Das in Edmonds / Washing­ton ansäs­sige Unter­nehmen Jetoptera, Inc. ent­wickel­te das „Fluidic Propulsion System™“, eine Inno­va­tion mit neuem Antriebs­konzept für ein un­be­mann­tes Luft­fahrzeug. Die Fluidik-Antriebs­tech­no­logie ver­eint erst­­malig Flug­zeug­­zellen- und Antriebs­sys­teme. Eine konse­quente Ent­­wicklung strömungs­mecha­nischer Bau­ele­men­te, die Imple­men­tierung neues­ter Keramik­­tech­no­lo­gien und inno­va­ti­ver Her­stellungs­techniken sind Bestand­teile des kom­pak­­ten, revo­lu­tio­nä­ren Designs.

Aufgrund der geringen Dichte des Materials, nur 36% von Stahl, sowie der hohen ther­mischen Belastungs­fähig­keit, wurden eigens für diese Heraus­for­de­run­gen ent­wickelte Schubdüsen aus Keramik­blech in das Modell Jetoptera J55 ein­ge­baut.

Der Testflug des Jetoptera-Prototypen am 26. April dieses Jahres war eine Weltpremiere in Bezug auf Design und Antriebstechnik für unbemannte Luft­fahr­zeuge, aber auch in Hin­blick auf die breit gefächer­ten Ein­satz­­mög­lich­­keiten des oxid­kera­mi­schen Faser­ver­bund­­werk­stoffs „Keramikblech“ in Industrie und Forschung.
(Stand Mai 2018)

Mehr zu: „Jetoptera“,
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Artikel „Fluidic propulsion™ takes off“,
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Flammrohre aus Keramikblech­­­ seit 15 Jahren­
­erfolgreich­ im Einsatz

Bereits vor 15 Jahren, im Jahr 2002, wurden die ersten Flammrohre aus Keramikblech für Brenner der Firma Weishaupt geliefert. Das erste Flammrohr wurde von der Großbäckerei Wendeln bei München, (damals schon Kamps), in einer Backstraße ein­gebaut, auf der das Knäckebrot Lieken Urkorn hergestellt wurde. Diese Anlage wurde 2003 an Wolf Süßwaren in Arnstadt, Thüringen verkauft. Dort wurde eine zweite Back­straße ebenfalls mit Flammrohren aus Keramikblech ausgerüstet. Beide Anlagen laufen immer noch bei der Großbäckerei, die heute Grabower Süßwaren heißt.  

Die Standzeit der Flammrohre aus Metall war 2002 bei ca. 1000 Stunden. Die Flammrohre aus Keramikblech halten „ewig“ und werden nur dann ausgetauscht, wenn sie bei Wartungen beschädigt werden. Somit sind Stand­zeiten von mehr als 50.000 Stunden, also einem Faktor 50, im Vergleich zu Flammrohren aus Metall möglich.

Weitere Flammrohr-Typen für Weishaupt-Brenner finden vor allem in Krematorien ihren Einsatz. Dort werden die Standzeiten von 10 Wochen durch den Einsatz von Keramikblech auf mehr als 2 Jahre verlängert.

Siehe auch:

Brennertechnik

(Stand Januar 2018)


Schlitten der ersten Generation nach 2800 Zyklen:

Der oben gezeigte Schlitten der 1. Generation durchlief mittlerweile 2800 Zyklen und „lebt“ mit seinen Rissen. Der Schlitten der 2. Generation hat momentan 920 Zyk­len hinter sich.

Die Einsatz­temperatur dieser Schlitten liegt zwischen 1000 – 1140 °C. Die Zykluszeit beträgt ca. 2 Stunden. Er wird mit Testkörpern beladen, in den heißen Ofen geschoben und nach einer nicht bekannten Verweil­zeit wieder heraus­­gezogen.
(Stand April 2016)

 


Fachartikel in der Zeitschrift Ceramic Applications 2/2015

Weitere Veröffentlichungen können unter Downloads als PDF heruntergeladen werden.

(Stand Februar 2015)