Industrien und Anwendungen

Vorteile amorpher Metalle: Gewichtsreduktion und Fertigung in engen Toleranzen

Anwendung: Gelenke, Befestigungskomponenten und Turbinenschaufeln

Hohe Stabilität und Härte gepaart mit Gewichtseinsparungen sind Schlüsselanforderungen an Materialien, die in der Luft- und Raumfahrt Anwendung finden. Leichtgewichtige amorphe Materialien sind doppelt so fest wie herkömmliche kristalline, Titan-basierte Legierungen und daher hervorragend für Komponenten in der Luft- und Raumfahrt geeignet. Die besonderen Materialeigenschaften amorpher Metalle erlauben zudem eine Optimierung des Designs von Komponenten. Dadurch kann gegenüber vergleichbaren Titan-Komponenten zusätzlich bis zu 20 Prozent Gewicht eingespart werden.

Vorteile amorpher Metalle: Geringeres E-Modul und korrosionsbeständiger als herkömmliche Metalle sowie biokompatibel und MRT-fähig

Anwendung: Scharfe, langlebige Skalpelle und minimalinvasive Instrumente sowie Implantate

Materialien für medizinische Implantate müssen biokompatibel und korrosionsresistent sein. Reine Metalle wie Platin, Niob, Tantal oder Titan sind zwar am besten dafür geeignet, allerdings sind diese im reinen Zustand oft nicht hart genug, in Form von Legierungen reduziert sich ihre Biokompatibilität an den Korngrenzen. Amorphe Metalle dagegen verfügen über eine hohe Festigkeit (>2000 MPa), hervorragende Elastizität und sind nach ISO 10993-5 und ISO 10993-12 biokompatibel (bestätigt anhand von Cytotox-Tests der Universität Graz). Außerdem ähnelt ihr E-Modul mit ~ 85 GPa den mechanischen Eigenschaften von menschlichen Knochen. Sie sind daher optimal für eine Verarbeitung zu medizinischen Implantaten geeignet.

Vorteile amorpher Metalle: Extrem fest, hohe Härte, geringe Dichte und elastisch

Anwendung: Stabile Federungen und Befestigungselemente, verschleißfeste Zahnräder und Antriebskomponenten, Bauteile für E-Motoren, Dekorelemente sowie haptische Komponenten

Ganz gleich, ob es um Antriebe, Motorkomponenten oder Rotoren geht: Wo sich Material einsparen lässt, sinkt das Gewicht. Das bedeutet weniger Treibstoffkosten und Schadstoff-Emissionen sowie größere Reichweiten.

Amorphe Metalle haben eine geringe Dichte, sind aber gleichzeitig extrem fest (Dauerfestigkeit von 400 N/mm²). Mit einer Biegewechselfestigkeit von 2.500 MPa sind sie doppelt so fest wie Stahl. Die besonderen Materialeigenschaften ermöglichen, das Design von Bauteilen zu verändern und diese dünner, filigraner oder kleiner herzustellen – ohne, dass die Komponente an Stabilität verliert. Das spart nicht nur Gewicht, sondern ist auch ein enormer Vorteil für stark belastete Teile, die schnell verschleißen, wie etwa Aufhängungen und Befestigungselemente, sowie Wellen und Getriebeteile. Die hohe Oberflächengüte des Materials ermöglicht kratzfeste Dekorelemente mit angenehmer Haptik im Innenraum.

Vorteile amorpher Metalle: Hohe Oberflächengüte und Polierbarkeit

Anwendung: Schmuck und abriebfeste Uhrwerkbauteile

Lifestyle Produkte erwecken eine emotionale Verbindung zu ihren Kunden. Oberflächen von hoher Qualität und Kratzbeständigkeit sind daher essentiell für Lifestyle Produkte wie Uhren und Schmuck.

Vorteile amorpher Metalle: Schockabsorbierend, kratz- und verschleißfest

Anwendung: Bruchsichere und leichtere Gehäuse für Smartphones sowie langlebigere Scharniere und Federelemente, gezielte Abschirmung (EMI Shielding)

Auch bei Unterhaltungselektronik kommt es auf Oberflächen von hoher Qualität und Kratzbeständigkeit an. Amorphe Metalle gewährleisten dies und verfügen zudem über hohe elastische Eigenschaften sowie Stoßdämpfung und können in engen Toleranzen (+/-10 µm) gefertigt werden. Da das Material keine Spannungen aufweist, lassen sich amorphe Komponenten in einem weiteren Prozessschritt auch mit Kunststoff umspritzen. Da bei der Verarbeitung von amorphen Metallen die Phasenumwandlung von flüssig zu fest entfällt, tritt nur ein minimaler Schrumpf (<0,5%) auf.

Vorteile amorpher Metalle: hohe Elastizität, geringe Dämpfung, magnetdurchlässiges Verhalten, korrosionsbeständig

Anwendung:: Komponenten zur Stoßübertragung, Sensoren und Membranen für Lautsprecher, Federn und Getriebeteile in der Robotik

Membranen in Sensoren müssen hoch sensibel reagieren, um exakte Messwerte zu liefern. Gleichzeitig müssen sie im Zuge der Miniaturisierung immer kleiner werden – ebenso wie Federn und Getriebeteile in der Robotik.

Amorphe Metalle sind äußerst elastisch und sorgen in Form von Membranen für eine höhere Empfindlichkeit von Sensoren, als herkömmliche Materialien. Aufgrund ihrer Materialeigenschaften lassen sie sich außerdem sehr klein herstellen. In Werkzeugen, die Stöße übertragen, geben amorphe Metalle aufgrund der Kombination aus großer Härte und Elastizität Impulse optimal weiter. Ihre Korrosionsbeständigkeit und Verschleißfestigkeit sorgen für eine längere Lebensdauer von Komponenten, die einem hohen Abrieb ausgesetzt sind.

Vorteile amorpher Metalle: hohe Festigkeit, hohe Elastizität, anti-allergisch

Anwendung: Gitarrenbrücken, Mundstücke für Blasinstrumente

Ob die Brücke bei einem Saiteninstrument oder das Mundstück bei einem Blasinstrument: Die optimale Klangübertragung ist bei einem Musikinstrument entscheidend. Auf Grund ihrer Elastizität übertragen amorphe Metalle den Anschlag eines Tones direkter und halten ihn länger. Dies führt insgesamt zu einer besseren Tonübertragung.

Die hohe Festigkeit amorpher Metalle ermöglicht zudem völlig neue Designs: Zum Beispiel können in der additiven Fertigung bionische Strukturen erstellt werden, um den Klang zusätzlich zu optimieren und individuelle Designs zu realisieren. Außerdem müssen die Komponenten nicht in einem weiteren Schritt verchromt oder anderweitig beschichtet werden, da das Material selbst anti-allergisch ist.