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Sonderausgabe: Fraunhofer-Preise 1996
Thema 3
Keramik fuer Werkzeuge und Implantate
Schleifwerkzeuge und Implantate haben eins gemeinsam: Sie sollen moeglichst lange halten. Daher werden sie meist aus Keramik hergestellt. Fraunhofer-Forscher haben neue Aluminiumoxid-Keramiken entwickelt, die haerter und bruchfester sind als bisherige Materialien.
Hohe Abtragsleistung ist das Qualitaetskriterium fuer alle Bearbeitungswerkzeuge - das gilt fuer Schleifwerkzeuge oder Schneidplatten in der Industrie ebenso wie fuer das Schmirgelpapier der Heimwerker. Eine schnelle Abnutzung kostet Zeit, Geld und Nerven. Wegen ihrer grossen Haerte und Temperaturbestaendigkeit werden daher keramische Schneid- und Schleifwerkstoffe bevorzugt. Die Eigenschaften Festigkeit und Biovertraeglichkeit machen Keramik auch zum idealen Werkstoff fuer Implantate. Insbesondere kuenstliche Gelenke, mit denen immer mehr aeltere Menschen versorgt werden, sind hohen Belastungen ausgesetzt. Die Verankerung, die Festigkeit wie auch der Reibverschleiss der Gelenkpaarung sind entscheidend fuer die langjaehrige Zuverlaessigkeit. Keramik ist dabei Metall- oder Kunststoffgelenken deutlich ueberlegen.
Mit einem innovativen pulvertechnischen Verfahren ist es Dr. Andreas Krell und Dr. Paul Blank vom Fraunhofer-Institut fuer Keramische Technologien und Sinterwerkstoffe IKTS in Dresden gelungen, solch unterschiedliche Anforderungen mit neuartigen Aluminiumoxid-Keramiken zu befriedigen, die erheblich haerter, verschleissfester und bruchfester sind als bisherige Sinterkorunde. Keramik besteht aus versinterten Einzelkristalliten. Durch deren Verkleinerung kann die Haerte und Festigkeit erhoeht werden, wenn das Teil defektfrei ist. Bisher widersetzten sich aber feinkoernige Pulver einer gleichmaessigen Verteilung. Das neuartige Verfahren bringt sogar zwei Vorteile: Erstens werden trotz der Verwendung feinster Rohstoffe extrem dichte, defektarme Teile mit Korngroessen unter einem Tausendstel Millimeter erzeugt. Zweitens ermoeglichen flexible Formgebungsverfahren und druckloses Sintern die Herstellung duennster Gelenkteile mit nahezu doppelter Festigkeit.
Eine Weltpatent-Anmeldung hat die amtliche Pruefung bestanden und die Lizenzvergabe stimuliert: Die Hermes Schleifmittel GmbH & Co. aus Hamburg stattet bereits 14 Werkzeugtypen mit mikrokristallinem Sinterkorund aus, entwickelt mit dem Dresdner Institut. Das schwaebische Unternehmen Cerasiv GmbH in Plochingen bereitet mit dem IKTS die Entwicklung neuer Gelenkimplantate mit dem Ziel einer breiten industriellen Fertigung vor. Die Preisjury sieht "vor allem fuer den Einsatz in Humanimplantaten ein grosses Zukunftspotential".
Ihre Ansprechpartner fuer weitere Informationen: Dr.rer.nat.habil. Andreas Krell, Dr.rer.nat. Paul Blank, Telefon: 03 51/25 53-5 38, Telefon: 03 51/25 53-5 59, Telefax: 03 51/25 53-6 00, email: krell@ikts.fhg.de, Fraunhofer-Institut fuer Keramische Technologien und Sinterwerkstoffe IKTS, Winterbergstrasse 28, D-01277 Dresden
Criteria of this press release:
Biology, Information technology, Materials sciences, Medicine, Nutrition / healthcare / nursing
transregional, national
Research projects
German
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