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.
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 März 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.
Startschuss 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:
Erste Testfahrt mit einem Abgaskrümmer aus Keramikblech
Für das Formula Student „Bodensee Racing Team“ Konstanz wurde in enger Zusammenarbeit ein Abgaskrümmer aus Keramikblech produziert und in ein Testfahrzeug eingebaut. Anfang November wurde dieses Abgassystem während einer Probefahrt getestet.
Im Gegensatz zu Metall korrodiert die faserverstärkte Keramik nicht, ist leicht, wärmeisolierend und extrem hitzebeständig. Die Vibrationen während des Fahrtests konnte das Bauteil aus Keramikblech gut überstehen. Ein Arbeiten an der Abgasanlage war schon wenige Minuten nach der Fahrt ermöglicht, da sich das Material schneller abkühlt als Metall. Wir sind gespannt auf die weitere Entwicklung des Projektes.
Weitere Informationen zum Projekt: 
homepage.brt-konstanz.de
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.
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 FPS™ verwenden. Weiterführende Informationen erhalten Sie auf www.jetoptera.com
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/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.
Mehr zu: „Jetoptera“, Artikel „Fluidic propulsion™ takes off“, Jetoptera auf Linkedin
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.
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.
Fachartikel in der Zeitschrift Ceramic Applications 2/2015
Weitere Veröffentlichungen können unter Downloads als PDF heruntergeladen werden.
