Fachausschuss
Titan und Titanlegierungen

Der Fachausschuss Titan besteht seit über 30 Jahren und beschäftigt sich mit allen Fragen rund um die Themen Titan, Titanlegierungen und Titanaluminiden. Dabei wird die vollständige Prozesskette von der Legierungsentwicklung und -herstellung, der Pulvererzeugung und -verarbeitung, der thermo-mechanischen Behandlung, dem Feinguss und der Additiven Fertigung bis hin zur konkreten Herstellung von Bauteilen für einzelne Industriebranchen abgedeckt. Der Fachausschuss bringt Fachkräfte aus Industriebetrieben mit Wissenschaftler*innen aus Forschungseinrichtungen und Hochschulen zusammen, um sich über aktuelle Fragen und neue Entwicklungen auszutauschen und so Ideen für zukünftige Forschungsinitiativen zu generieren. Ein besonderes Interesse des Fachausschusses gilt dabei auch der Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses, um so insbesondere junge Menschen für die Titan-Community zu begeistern und diese kontinuierlich weiterzuentwickeln.

Begründer einer neuen Ära

Titanlegierungen sind ein noch junger Werkstoff. Die ersten Ende der 1940er Jahre entwickelten Legierungen schrieben aber schon Luft- und Raumfahrtgeschichte: Sie ermöglichten den Eintritt in das Düsentriebwerkzeitalter und damit den Schritt in eine neue Ära. Inzwischen etablieren sich die Titanlegierungen aufgrund ihrer hohen spezifischen Festigkeit, ihrer ausgezeichneten Korrosionsbeständigkeit, der hervorragenden Biokompatibilität und anderer Eigenschaften zunehmend auch in der chemischen Industrie, der Bauindustrie, der Medizintechnik sowie im Offshore-, Energie- und Automobilbereich. Dabei steigt die weltweite Titanproduktion in jedem Jahr.

Da die energieintensive Rohstoffgewinnung Titan im Vergleich zu anderen Metallen relativ teuer macht, versucht die Forschung schon seit langem, die Kosten durch die Entwicklung neuer Herstellprozesse oder Möglichkeiten zum Materialrecycling zu verringern. Weitere Arbeitsschwerpunkte liegen bei der Entwicklung neuer Legierungen mit speziellen Eigenschaften, der Verbesserung der Oxidationsbeständigkeit oder einer leichteren spanenden Bearbeitung. Würden in diesen Feldern entscheidende Durchbrüche erzielt, ließen sich Leichtbaukonzepte durch die Verwendung von Titanwerkstoffen an Stelle von Stählen oder Nickelbasis-Legierungen realisieren.

Ihre aktuellen Entwicklungen stellen fast alle Mitglieder des Fachausschusses auf der alle vier Jahre stattfindenden Titan-Weltkonferenz mit etwa 700 Teilnehmern aus mehr als 50 Ländern vor, was eine internationale Vernetzung und Sichtbarkeit garantiert. Zudem bestehen bilaterale Kooperationen zu Forschungseinrichtungen auf der ganzen Welt.


Kosten senken, auf Einzigartigkeiten setzen


In Deutschland wird Titanschwamm momentan aus Asien und Osteuropa importiert. Hier gilt es, neue Verfahren zur Aufbereitung der beiden wichtigsten Titanerze Ilmenit (FeTiO3) und Rutil (TiO2) zu entwickeln. Um gegenüber der Konkurrenz aus Ostasien und Amerika langfristig bestehen zu können, ist die Entwicklung neuer Legierungen mit einem speziellen Eigenschaftsprofil als Alleinstellungsmerkmal eine wichtige Herausforderung. Weiterhin ist die geringe Materialausnutzung ein echtes Problem. Hier könnten die additiven Fertigungsverfahren oder endkonturnahe Herstellverfahren wie der Feinguss zukünftig Abhilfe schaffen. Insbesondere auf dem Gebiet der Additiven Fertigung werden daher zurzeit viele Forschungsvorhaben durchgeführt. Die Bandbreite reicht dabei von der Entwicklung neuer Titanlegierungen, die an die 3D-Druckverfahren angepasst sind, bis hin zur konstruktiven Neugestaltung von Bauteilen für die Medizintechnik und Luftfahrtanwendungen.

Zur Verringerung der Kosten bedarf es in der Zukunft einer detaillierten Untersuchung des Titanrecyclings und des Materialkreislaufs auch für hochwertige Bauteile. Auch das Oxidationsverhalten konventioneller Titanlegierungen muss verbessert und Titan für den Einsatz bei höheren Temperaturen „fit gemacht“ werden. Weitere Innovationsmöglichkeiten bestehen in Mischverbindungen mit anderen Werkstoffen, um Multi-Material-Konzepte für den Leichtbau außerhalb der Luft- und Raumfahrt zu ermöglichen. In all diesen Feldern müssen neue FuE-Projekte greifen.

Ziele

  • Vernetzung von Unternehmen, Forschungseinrichtungen und Hochschulen, die sich mit Titanwerkstoffen beschäftigen
  • Beobachtung und Information über aktuelle Trends in der Titanforschung und -entwicklung und Initiierung neuer Forschungsprojekte
  • Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses, um jungen Menschen eine Berufsperspektive in der Titan-Community zu geben und diese so stetig weiterzuentwickeln
  • Erhöhung der Sichtbarkeit des Titanstandorts Deutschland auf nationaler und internationaler Ebene

 

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