Über 100 Teilnehmer haben sich jetzt in Karlsruhe getroffen, um sich beim diesjährigen Kupfer-Symposium über Trends und Entwicklungen zu informieren, bei denen Kupfer und Kupferlegierungen Im Fokus stehen. Zusammen mit dem Kooperationspartner KIT (Karlsruher Institut für Technologie) hat das Deutsche Kupferinstitut auch in diesem Jahr das Auditorium mit einem qualitativ hochwertigen Programm und namhaften Referenten begeistert. Dr. Christoph Nobel konnte sich zudem über den diesjährigen Kupfer-Innovationspreis freuen, der mit 2.500 Euro dotiert ist.
Ausgezeichnet wurde Dr. Nobel für seine Dissertations-Arbeit zur „Drehbearbeitung von bleiarmen Kupfer-Zink-Legierungen“, die er an der RWTH Aachen verfasst hat. Eine Vielzahl an Bauteilen aus Kupfer (Cu) - Zink (Zn) - Legierungen wird in der Großserie mit Stückzahlen von mehreren hundert Millionen pro Jahr produziert. Den Cu-Zn-Legierungen wird zur Verbesserung der Zerspanbarkeit Blei hinzulegiert, sofern nicht spezifische technische Anforderungen an die Bauteilfunktionalität dessen Einsatz ausschließen. Aufgrund der umwelt- und gesundheitsschädlichen Wirkung von Blei zielt die Gesetzgebung jedoch verstärkt auf ein Verbot dieses Elements in Kupferwerkstoffen ab. Infolgedessen wurden in den vergangenen Jahren bleiarme (Pb < 0,2%) Cu-Zn-Legierungen für unterschiedliche Anwendungsbereiche entwickelt. In der Industrie ist die Zerspanung dieser Werkstoffe heutzutage durch eine deutlich geringere Produktivität, Prozesssicherheit und Wirtschaftlichkeit im Vergleich zu bleihaltigen Cu-Zn-Legierungen charakterisiert.
Anwendungsorientierte Forschung
„In dieser Arbeit wurde auf Grundlage der geschilderten Ausgangssituation zunächst der Stand der Erkenntnisse zur Zerspanung von bleiarmen Cu-Zn-Legierungen analysiert“, erläuterte Nobel bei der Preisübergabe dem interessierten Publikum. „Hieraus wurde abgeleitet, dass der Einfluss der chemischen Zusammensetzung und des Werkstoffgefüges auf den Zerspanprozess bislang nicht systematisch untersucht wurde. Zudem fehlte grundlegendes, modellbasiertes Wissen zur Wirkung von Werkstoff-, Werkzeug- und Prozessparametern auf den Zerspanprozess. Es war daher zunächst das Ziel dieser Arbeit, die grundlegenden Ursache-Wirkungs-Zusammenhänge und Wirkmechanismen bei der Zerspanung von bleiarmen Cu-Zn-Legierungen systematisch zu erforschen. Des Weiteren zielte die Arbeit darauf ab, die empirisch gewonnenen Erkenntnisse in Modellen zur Werkzeug- und Prozessauslegung für die Drehbearbeitung abzubilden. Dies ermöglicht dem Anwender in der Praxis eine modellgestützte Planung und Auslegung von Drehprozessen von bleiarmen Cu-Zn-Legierungen und schließlich eine Reduzierung der Fertigungskosten.“
Die zweitägige Werkstofftagung selbst setzte in diesem Jahr ihren Schwerpunkt auf Themen wie „Systemgebundene Materialeigenschaften“ mit Vorträgen zum Einsatz von Kupferwerkstoffen u.a. in Bordnetzen und „Hochleistungsfügeverfahren“, wobei z.B. das Magnetimpuls- bzw. das Laserstrahlschweißen anhand von praktischen Beispielen vorgestellt wurde. Aber auch Bereiche wie die Nano- und Oberflächentechnik mit Vorträgen zur Tribologie und Beschichtung sowie Fragen der Simulation und Modellierung wurden in den qualitativ hochwertigen Beiträgen erörtert. Vorträge zu den Themen Prozess- und Fertigungstechnik und Werkstoffdesign rundeten das Spektrum ebenso ab wie eine begleitende Posterausstellung.
Kupferwerkstoffe prägen die technische Zukunft
Völlig neue Anwendungsbereiche eröffnete den Veranstaltungsteilnehmern der Tagungsteil zum Thema „LED und Brennstoffzelle“. In seinem Vortrag „Wie Kupfer organische Leuchtdioden effizienter macht“ erläuterte Professor. Bräse vom KIT diesen Ansatz: „Seit einiger Zeit liegt die Entwicklung von neuen, energiesparenden Lösungen für den Beleuchtungs- und Displaymarkt im Fokus von Forschungsaktivitäten in Unternehmen und an Universitäten. Organische Leuchtdioden (OLEDs) haben sich mittlerweile als innovative Lösung am Markt etabliert, jedoch besteht weiterhin ein großes Forschungs- und Entwicklungspotential. Kupferhaltige Leuchtstoffe, deren hohe Effizienz aus thermisch aktivierter verzögerter Fluoreszenz (TADF) stammt, können andere Metallkomplexe hier in Zukunft ablösen.“ Seine Präsentation verdeutlichte eindrucksvoll, was anwendungsorientierte Forschung zu leisten vermag.
Wohin sich die Brennstoffzellentechnik entwickeln kann, zeigte ein Vortrag von Professor Greiner von der TU Bayreuth. Er diskutierte als vollkommen neues Anwendungsfeld den Einsatz verkupferter Polymerschwämme als Elektroden in mikrobiellen Brennstoffzellen. Greiner dazu: „Polymer-Kupfer-Komposite bieten auf Grund der Kombination von Polymereigenschaften mit den metallischen Eigenschaften des Kupfers ganz besonders vielfältige Möglichkeiten für neuartige Anwendungen.“
Exkursionen zu verschiedenen Instituten des KIT und ein Get Together im historischen Karlsruher Schloss rundeten das diesjährige Kupfer-Symposium ab.
Save The Date: Esslingen 2017
Dr. Anton Klassert, Geschäftsführer des Deutschen Kupferinstituts, brachte die Veranstaltung auf den Punkt: „In seinem 13. Jahr hat sich das Kupfer-Symposium als der Branchentreff rund um Kupferwerkstoffe erneut bestätigt. Wir sind stolz darauf, dass uns nicht nur unsere Industrie, sondern auch zahlreiche renommierte Forschungsinstitute alljährlich dabei unterstützen, eine hochwertige Veranstaltung auf die Beine zu stellen. Auch in diesem Jahr haben uns wieder viele positive Stimmen erreicht und uns darin bestärkt, dass wir mit dem Kupfer-Symposium nicht nur wertvolle Inhalte bieten, sondern auch eine Plattform für den Austausch zwischen Wissenschaft und Industrie.“
Schon jetzt steht der Termin für das Kupfer-Symposium 2017 fest: Zusammen mit der Hochschule Esslingen lädt das Deutsche Kupferinstitut am 8. und 9. November 2017 zur nächsten Werkstofftagung ein. Wer sich mit einem Beitrag oder einem Poster beteiligen möchte, kann schon jetzt ein entsprechendes Abstract unter kupfersymposium@kupferinstitut.de einreichen.
Ausgezeichnet wurde Dr. Nobel für seine Dissertations-Arbeit zur „Drehbearbeitung von bleiarmen Kupfer-Zink-Legierungen“, die er an der RWTH Aachen verfasst hat. Eine Vielzahl an Bauteilen aus Kupfer (Cu) - Zink (Zn) - Legierungen wird in der Großserie mit Stückzahlen von mehreren hundert Millionen pro Jahr produziert. Den Cu-Zn-Legierungen wird zur Verbesserung der Zerspanbarkeit Blei hinzulegiert, sofern nicht spezifische technische Anforderungen an die Bauteilfunktionalität dessen Einsatz ausschließen. Aufgrund der umwelt- und gesundheitsschädlichen Wirkung von Blei zielt die Gesetzgebung jedoch verstärkt auf ein Verbot dieses Elements in Kupferwerkstoffen ab. Infolgedessen wurden in den vergangenen Jahren bleiarme (Pb < 0,2%) Cu-Zn-Legierungen für unterschiedliche Anwendungsbereiche entwickelt. In der Industrie ist die Zerspanung dieser Werkstoffe heutzutage durch eine deutlich geringere Produktivität, Prozesssicherheit und Wirtschaftlichkeit im Vergleich zu bleihaltigen Cu-Zn-Legierungen charakterisiert.
Anwendungsorientierte Forschung
„In dieser Arbeit wurde auf Grundlage der geschilderten Ausgangssituation zunächst der Stand der Erkenntnisse zur Zerspanung von bleiarmen Cu-Zn-Legierungen analysiert“, erläuterte Nobel bei der Preisübergabe dem interessierten Publikum. „Hieraus wurde abgeleitet, dass der Einfluss der chemischen Zusammensetzung und des Werkstoffgefüges auf den Zerspanprozess bislang nicht systematisch untersucht wurde. Zudem fehlte grundlegendes, modellbasiertes Wissen zur Wirkung von Werkstoff-, Werkzeug- und Prozessparametern auf den Zerspanprozess. Es war daher zunächst das Ziel dieser Arbeit, die grundlegenden Ursache-Wirkungs-Zusammenhänge und Wirkmechanismen bei der Zerspanung von bleiarmen Cu-Zn-Legierungen systematisch zu erforschen. Des Weiteren zielte die Arbeit darauf ab, die empirisch gewonnenen Erkenntnisse in Modellen zur Werkzeug- und Prozessauslegung für die Drehbearbeitung abzubilden. Dies ermöglicht dem Anwender in der Praxis eine modellgestützte Planung und Auslegung von Drehprozessen von bleiarmen Cu-Zn-Legierungen und schließlich eine Reduzierung der Fertigungskosten.“
Die zweitägige Werkstofftagung selbst setzte in diesem Jahr ihren Schwerpunkt auf Themen wie „Systemgebundene Materialeigenschaften“ mit Vorträgen zum Einsatz von Kupferwerkstoffen u.a. in Bordnetzen und „Hochleistungsfügeverfahren“, wobei z.B. das Magnetimpuls- bzw. das Laserstrahlschweißen anhand von praktischen Beispielen vorgestellt wurde. Aber auch Bereiche wie die Nano- und Oberflächentechnik mit Vorträgen zur Tribologie und Beschichtung sowie Fragen der Simulation und Modellierung wurden in den qualitativ hochwertigen Beiträgen erörtert. Vorträge zu den Themen Prozess- und Fertigungstechnik und Werkstoffdesign rundeten das Spektrum ebenso ab wie eine begleitende Posterausstellung.
Kupferwerkstoffe prägen die technische Zukunft
Völlig neue Anwendungsbereiche eröffnete den Veranstaltungsteilnehmern der Tagungsteil zum Thema „LED und Brennstoffzelle“. In seinem Vortrag „Wie Kupfer organische Leuchtdioden effizienter macht“ erläuterte Professor. Bräse vom KIT diesen Ansatz: „Seit einiger Zeit liegt die Entwicklung von neuen, energiesparenden Lösungen für den Beleuchtungs- und Displaymarkt im Fokus von Forschungsaktivitäten in Unternehmen und an Universitäten. Organische Leuchtdioden (OLEDs) haben sich mittlerweile als innovative Lösung am Markt etabliert, jedoch besteht weiterhin ein großes Forschungs- und Entwicklungspotential. Kupferhaltige Leuchtstoffe, deren hohe Effizienz aus thermisch aktivierter verzögerter Fluoreszenz (TADF) stammt, können andere Metallkomplexe hier in Zukunft ablösen.“ Seine Präsentation verdeutlichte eindrucksvoll, was anwendungsorientierte Forschung zu leisten vermag.
Wohin sich die Brennstoffzellentechnik entwickeln kann, zeigte ein Vortrag von Professor Greiner von der TU Bayreuth. Er diskutierte als vollkommen neues Anwendungsfeld den Einsatz verkupferter Polymerschwämme als Elektroden in mikrobiellen Brennstoffzellen. Greiner dazu: „Polymer-Kupfer-Komposite bieten auf Grund der Kombination von Polymereigenschaften mit den metallischen Eigenschaften des Kupfers ganz besonders vielfältige Möglichkeiten für neuartige Anwendungen.“
Exkursionen zu verschiedenen Instituten des KIT und ein Get Together im historischen Karlsruher Schloss rundeten das diesjährige Kupfer-Symposium ab.
Save The Date: Esslingen 2017
Dr. Anton Klassert, Geschäftsführer des Deutschen Kupferinstituts, brachte die Veranstaltung auf den Punkt: „In seinem 13. Jahr hat sich das Kupfer-Symposium als der Branchentreff rund um Kupferwerkstoffe erneut bestätigt. Wir sind stolz darauf, dass uns nicht nur unsere Industrie, sondern auch zahlreiche renommierte Forschungsinstitute alljährlich dabei unterstützen, eine hochwertige Veranstaltung auf die Beine zu stellen. Auch in diesem Jahr haben uns wieder viele positive Stimmen erreicht und uns darin bestärkt, dass wir mit dem Kupfer-Symposium nicht nur wertvolle Inhalte bieten, sondern auch eine Plattform für den Austausch zwischen Wissenschaft und Industrie.“
Schon jetzt steht der Termin für das Kupfer-Symposium 2017 fest: Zusammen mit der Hochschule Esslingen lädt das Deutsche Kupferinstitut am 8. und 9. November 2017 zur nächsten Werkstofftagung ein. Wer sich mit einem Beitrag oder einem Poster beteiligen möchte, kann schon jetzt ein entsprechendes Abstract unter kupfersymposium@kupferinstitut.de einreichen.
