Braunau/Linz (OTS) – Mit einem neuartigen Heißtiefziehverfahren zur
Umformung von
Titanblechen erreichte das LKR Leichtmetallkompetenzzentrum Ranshofen
des AIT Austrian Institute of Technology den dritten Platz beim
Oberösterreichischen Landespreis für Innovation 2026 in der Kategorie
„Forschungseinrichtungen“. Die ausgezeichnete Entwicklung ermöglicht
es, hochfeste Titanbleche bei deutlich niedrigeren Temperaturen und
kürzeren Prozesszeiten als bisher üblich umzuformen und damit Energie
und Ressourcen einzusparen.
Großer Erfolg für das LKR Leichtmetallkompetenzzentrum Ranshofen
des AIT Austrian Institute of Technology: Mit einem neuartigen
Heißtiefziehverfahren zur Umformung von Titanblechen überzeugte das
Forschungsteam um Carina Schlögl die Jury des Oberösterreichischen
Landespreises für Innovation 2026 und erreichte den dritten Platz in
der Kategorie „Forschungseinrichtungen“. Das ausgezeichnete Verfahren
ermöglicht es, hochfeste Titanbleche bei deutlich niedrigeren
Temperaturen und kürzeren Prozesszeiten als bisher üblich umzuformen.
Am LKR wird an der Weiterentwicklung innovativer Umformtechnologien
für Leichtmetalle gearbeitet, um Prozesskosten, Fertigungszeiten und
Energieverbrauch zu reduzieren. Ziel ist eine energieeffizientere,
ressourcenschonendere und produktivere Fertigung – insbesondere für
anspruchsvolle Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt.
Zwtl.: Titan umformen bei unter 500 °C: Ein technologischer Sprung
Titan ist aufgrund seiner hohen spezifischen Festigkeit, seines
geringen Gewichts und seiner Korrosionsbeständigkeit ein
unverzichtbarer Werkstoff für die Luftfahrt. Seine Verarbeitung
stellt die Industrie jedoch vor große Herausforderungen:
Konventionelle Verfahren zur Umformung der weitverbreiteten
Titanlegierung Ti-6Al-4V erfordern häufig Temperaturen von 840 bis
930 °C und vergleichsweise lange Prozesszeiten. Zudem kann sich bei
längerer Exposition bei hohen Temperaturen eine spröde,
sauerstoffreiche Randschicht bilden, die sogenannte a-case-Schicht,
die anschließend aufwendig entfernt werden muss.
Mit „Titania“ zeigt das LKR, dass sich Titanbleche auch bei
Temperaturen unter 500 °C erfolgreich tiefziehen lassen. Der
Schlüssel dazu ist ein neuartiger Prozess, bei dem das Blech
unterhalb der üblichen Temperaturen des superplastischen Umformens
vorgewärmt und anschließend in der Presse umgeformt wird. Da eine
isotherme Umformung bei diesen niedrigen Temperaturen nicht
zielführend ist, setzt das Verfahren auf eine gezielte Vorwärmung und
die anschließende Umformung in der Presse.
Dadurch werden deutlich kürzere Umformzeiten möglich.
Gleichzeitig können kostengünstigere Werkzeuge aus herkömmlichen
Warmarbeitsstählen anstelle teurer Nickelbasislegierungen eingesetzt
werden, wie sie bei höheren Umformtemperaturen erforderlich sind. Das
senkt den Energie- und Ressourcenbedarf und verbessert die
wirtschaftlichen Voraussetzungen für eine industrielle Anwendung.
„Mit Titania zeigen wir, dass sich die Umformung von Titan
grundlegend effizienter gestalten lässt. Die Kombination aus deutlich
niedrigeren Temperaturen, wesentlich kürzeren Prozesszeiten und
hervorragenden Umformergebnissen eröffnet neue Möglichkeiten für die
industrielle Verarbeitung dieses anspruchsvollen Werkstoffs.
Besonders erfreulich ist, dass wir die Leistungsfähigkeit des
Verfahrens bereits anhand konkreter Bauteile und reproduzierbarer
Ergebnisse nachweisen konnten“, erklärt Carina Schlögl, Prokuristin
am LKR Leichtmetallkompetenzzentrum Ranshofen.
Zwtl.: Von der erfolgreichen Umformung zur industriellen Anwendung
Die Leistungsfähigkeit des Verfahrens wurde in mehreren
Entwicklungsschritten demonstriert: Bereits 2022 gelang die Umformung
eines Testbauteils mit einer Ziehtiefe von 44 Millimetern. Durch
gezielte Optimierungen konnte diese auf 68,5 Millimeter gesteigert
werden – die maximale Tiefe des verwendeten Testwerkzeugs.
Gleichzeitig gelang es, Vorwärmzeit, Vorwärmtemperatur und
Tiefziehtemperatur weiter zu reduzieren.
Dass die Umformung auch mit raueren Oberflächen erfolgreich
gelingt, ist ein zusätzlicher Vorteil für die industrielle Fertigung:
Der Schleifaufwand kann reduziert und damit ein weiterer
Bearbeitungsschritt eingespart werden.
Auch die resultierenden Bauteileigenschaften sind
vielversprechend. So wurde ohne zusätzliche Wärmebehandlung nach dem
Tiefziehen eine Bruchdehnung von über zehn Prozent erreicht. Erste
Versuche mit zweistufigen Umformprozessen verliefen ebenfalls
erfolgreich und deuten darauf hin, dass künftig auch komplexere,
mehrstufige Prozesse ohne Zwischenwärmebehandlung möglich sein
könnten.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist, dass an der
Bauteiloberfläche keine spröde a-case-Schicht festgestellt wurde. Die
vergleichsweise kurze Hochtemperaturexposition begrenzt die
Sauerstoffaufnahme und damit die Bildung dieser unerwünschten
Randschicht. Aufwendige Nachbehandlungsschritte könnten dadurch
reduziert werden.
Für das Verfahren wurden bereits österreichische und
internationale Patentanmeldungen eingebracht. Damit sind wichtige
Voraussetzungen geschaffen, um die Technologie weiterzuentwickeln und
ihr Potenzial für die industrielle Anwendung zu erschließen.
Zwtl.: ProMetHeus: Forschung für eine effizientere
Leichtmetallverarbeitung
Aufbauend auf den Forschungskompetenzen des LKR wird im Rahmen
des Projekts „Titania“, einem Teilprojekt des COMET-Projekts
ProMetHeus, an innovativen Umformtechnologien für Titan geforscht. Im
Mittelpunkt stehen die Reduktion von Prozesskosten, Fertigungszeiten
und Energieverbrauch sowie die Entwicklung ressourcenschonender
Fertigungsmethoden. Damit leistet die Forschung einen wichtigen
Beitrag zur Effizienz und Wettbewerbsfähigkeit der industriellen
Produktion.
Zwtl.: Forschung mit Wirkung: Weniger Energie, mehr Produktivität
Christian Chimani, Head of Center for Transport Technologies am
AIT und Managing Director am LKR Leichtmetallkompetenzzentrum
Ranshofen, betont die Bedeutung des Projekts für eine zukunftsfähige
industrielle Produktion: „Innovationen wie Titania zeigen, wie
angewandte Forschung konkrete Verbesserungen für die Industrie
ermöglichen kann. Niedrigere Prozesstemperaturen, kürzere
Fertigungszeiten und ein geringerer Ressourcenbedarf sind
entscheidende Hebel, um die Wettbewerbsfähigkeit der Produktion zu
stärken und gleichzeitig ihren ökologischen Fußabdruck zu reduzieren.
Die Auszeichnung beim Oberösterreichischen Landespreis für Innovation
ist eine wertvolle Anerkennung der Forschungsleistung unseres Teams
und unterstreicht den Anspruch des AIT, technologische Lösungen mit
praktischem Nutzen für die Industrie zu entwickeln.“
Zwtl.: Über den Oberösterreichischen Landespreis für Innovation
Der Oberösterreichische Landespreis für Innovation würdigt die
Innovationskraft oberösterreichischer Unternehmen und
Forschungseinrichtungen. Er zeichnet zukunftsweisende Entwicklungen
aus, die technologische Fortschritte ermöglichen, die
Wettbewerbsfähigkeit stärken und Impulse für die wirtschaftliche
Entwicklung setzen. Die Auszeichnungen werden in den Kategorien
„Kleine und mittlere Unternehmen“, „Großunternehmen“ und
„Forschungseinrichtungen“ vergeben.
Über das LKR
Über das AIT
Bild(er) zu dieser Aussendung finden Sie unter http://bild.ots.at