Ressourcenschonende Beschichtungstechnologie : Neues CD-Labor an der Montanuni Leoben forscht zu nachhaltigen Hartstoffschichten
v.l.n.r. hintere Reihe: Dipl.-Ing. Markus Pohler (CERATIZIT Austria GmbH), Lukas Wild (CERATIZIT Austria GmbH) und Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr. Christian Mitterer (Leiter des Departments Werkstoffwissenschaft). Mitte v.l.: Vizerektor für Forschung und Nachhaltigkeit Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr. Helmut Antrekowitsch, Dr. Christoph Czettl (R&D Manager/ R&D Cutting Tools bei CERATIZIT) und Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr. Lorenz Romaner (Lehrstuhl für Metallkunde). Vorne v.l.: Priv.-Doz. Dr. Nina Schalk (Lehrstuhl für funktionale Werkstoffe und Werkstoffsysteme), Dipl.-Ing. Mag. Brigitte Müller von der Christian Doppler Forschungsgesellschaft und Dipl.-Ing. Dr. Michael Tkadletz (Lehrstuhl für funktionale Werkstoffe und Werkstoffsysteme). Foto: © MUL/Stöbbauer
- © MUL/StöbbauerHartstoffschichten werden seit vielen Jahren erfolgreich eingesetzt, um die Lebensdauer und Leistungsfähigkeit von Schneidwerkzeugen zu optimieren. Ihre Herstellung stellt jedoch eine große Herausforderung dar: Der Prozess erfordert extrem hohe Temperaturen und ist daher äußerst energieintensiv. Zudem sind dafür Rohstoffe in hoher Reinheitsstufe notwendig, die häufig als kritisch eingestuft werden.
Um diesen Herausforderungen zu begegnen, wurde an der Montanuniversität Leoben das Christian-Doppler-Labor (CD-Labor) für Nachhaltige Hartstoffschichten gegründet. Angesiedelt am Lehrstuhl für Funktionale Werkstoffe und Werkstoffsysteme, widmet sich das Labor der Entwicklung nachhaltiger Lösungen für die Beschichtungstechnologie. Gefördert vom Bundesministerium für Arbeit und Wirtschaft, steht es exemplarisch für die enge Kooperation zwischen universitärer Forschung und Industriepartnern – ein zentraler Ansatz der Christian-Doppler-Gesellschaft.
Lesetipp: Leobener Innovation erobert die ISS: Dünnfilmbeschichtungen im Test
Arbeits- und Wirtschaftsminister Martin Kocher, dessen Ministerium wesentlich zur öffentlichen Finanzierung die CD-Labors beiträgt, kommentiert: „Die Materialforschung bietet viele Möglichkeiten, um die nachhaltige Transformation voranzutreiben und den Wirtschaftsstandort zu stärken. Besonders bei der Reduktion von problematischen, teuren sowie umweltbelastenden Rohstoffen sind innovative Lösungen unerlässlich. Durch den Einsatz modernster Untersuchungsmethoden und mit Hilfe von Künstlicher Intelligenz können neue Materialien und Beschichtungen effizient entwickelt und ihre Herstellungsprozesse optimiert werden. Mit dem neuen CD-Labor wird ein wichtiger Beitrag zum Ausbau des Innovations- und Forschungsstandorts geleistet.“
Unser Ziel ist es, den Energieverbrauch und die CO₂-Emissionen bei der Produktion von Hartstoffschichten signifikant zu reduzieren und gleichzeitig ihre Funktionalität zu verbessern.Dr. Michael Tkadletz, Leiter des CD-Labors
Nachhaltiger produzieren – aber wie?
Das neue CD-Labor widmet sich der Frage, wie die Herstellungsprozesse von Hartstoffschichten nachhaltiger gestaltet werden können. Dabei stehen folgende Themen im Mittelpunkt:
- Energieeffizienz: Kann die Beschichtung bei niedrigeren Temperaturen oder sogar bei Raumtemperatur erfolgen?
- Materialeinsparung: Ist es möglich, Materialien geringerer Reinheit einzusetzen oder kritische Rohstoffe zu ersetzen?
- Funktionsoptimierung: Wie können Hartstoffschichten mit Selbstheilungs-, Schadenstoleranz- oder sogar Selbstberichterstattungsfähigkeiten ausgestattet werden, um ihre Lebensdauer weiter zu erhöhen?
„Unser Ziel ist es, den Energieverbrauch und die CO₂-Emissionen bei der Produktion von Hartstoffschichten signifikant zu reduzieren und gleichzeitig ihre Funktionalität zu verbessern“, erklärt Dr. Michael Tkadletz, Leiter des CD-Labors.
Lesetipp: Datenanalyse für eine grüne Industriewende
Wie die Montanuniversität Leoben in einer Aussendung festhält, könnten die Ergebnisse des CD-Labors nicht nur die Nachhaltigkeit der Beschichtungstechnologie revolutionieren, sondern auch die Wettbewerbsfähigkeit der Industriepartner stärken. Durch die Entwicklung innovativer Prozesse und Materialien werde ein wesentlicher Beitrag zur Ressourcenschonung und zur Reduktion von Emissionen geleistet.
Zusammenarbeit mit der Industrie
Ein Unternehmenspartner des CD-Labors ist die Ceratizit Austria GmbH, ein Anbieter von Hartmetalllösungen für die Zerspanung und den Verschleißschutz. Das Unternehmen verfolgt das Ziel, bis 2040 absolut CO₂-neutral zu sein. Ceratizit möchte seine Expertise in der industriellen Hartstoffbeschichtung in das CD-Labor einbringen und stellt sowohl Substrate als auch industrielle Beschichtungsprozesse zur Verfügung.
„Durch die enge Zusammenarbeit mit der Montanuniversität Leoben und den Einsatz innovativer Forschung wollen wir nicht nur nachhaltigere Hartstoffschichten entwickeln, sondern auch eine rasche Überführung neuer Technologien in die industrielle Praxis ermöglichen“, betont Dr. Christoph Czettl, R&D Manager/ R&D Cutting Tools bei Ceratizit.