Fraunhofer-Gesellschaft

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Anforderungen an Pulver und Formgebung magnetokalorischer Werkstoffe

 
: Mulser, Marco; Wieland, Sandra; Petzoldt, Frank

Kolaska, Hans (Hrsg.); Danninger, Herbert (Hrsg.); Gestrich, Tim (Hrsg.) ; Ausschuss für Pulvermetallurgie; Fachverband Pulvermetallurgie -FPM-; Deutsche Gesellschaft für Materialkunde -DGM-; Deutsche Keramische Gesellschaft e.V. -DKG-; Verein Deutscher Ingenieure -VDI-, Düsseldorf:
Pulvermetallurgie: Effiziente Prozesse - besondere Eigenschaften : Vorträge und Ausstellerbeiträge des Hagener Symposiums am 26. und 27. November 2015 in Hagen
Rheine: Heimdall, 2015 (Pulvermetallurgie in Wissenschaft und Praxis 31)
ISBN: 978-3-939935-92-6
S.237-258
Hagener Symposium Pulvermetallurgie <34, 2015, Hagen>
Deutsch
Konferenzbeitrag
Fraunhofer IFAM ()

Abstract
Neue Materialentwicklungen in Bereich der magnetokalorischen Werkstoffe eröffnen die Möglichkeit, mittels magnetischer Kühlung leistungsstarke und weltfreundliche Kühlsysteme aufzubauen. Auf dem magnetokalorischen Prinzip basierende Kühlsysteme könnten zukünftig eine Alternative zu den bekannten Kompressor- Kühlverfahren darstellen und in Kühlschränke, Klimaanlagen oder Wärmepumpen integriert werden. Eine aktuelle Herausforderung stellt dabei die Umsetzuing der entwickelten Materialsysteme in technische Bauteile dar. Serientaugliche Formgebungsprozesse sind erforderlich, um vom derzeitigen Stand des Prototypenbaus zur industriellen Serienproduktion von magnetokalorischen Kühlelementen zu gelangen. Mit den pulvermetallurgischen Formgebungsverfahren der binderunterstützenden Extrusion und dem Metallpulverspritzguss stehen zwei endformnahe Fertigungsverfahren für die serientaugliche Verarbeitung von metalkalorischen Materialien zur Verfügung. Notwendige Voraussetzung ist dafür die Bereitstellung einer entsprechenden Pulverqualität des magnetkalorischen Materials, welche insbesondere für die Herstellung von dünnwandigen und mikrostrukturierten Bauteilen von großer Relevanz ist. Die pulverbasierten Additiven Fertigungsverfahren, wie beispielsweise das Selektive Laserschmelzen, bieten das Potential, eine noch höhere Geometriefreiheit für magnetkalorische Wärmetauschstrukturen zu ermöglichen. Zusätzlich können aufgrund der besonderen Verarbeitungsbedingungen beim SLM spezielle Materialzustände eingestellt werden. Bestehende Herausforderungen für die Anwendung dieser Verfahren sind unter anderem der Oxidationsschutz der sauerstoffaffinen Materialien, die Optimierung der Verarbeitungsparameter für die jeweiligen Legierungen sowie die Auswahl geeigneter Ausgangspulver. Die stetige Weiterentwicklung der nötigen pulvermetallurischen Formgebungsprozesse zur Herstellung von Wärmetauschelementen tragen langfristig dazu bei, den Technologie- Reifegrad der magnetokalorischen Kühltechologie weiter voranzutreiben und eine mögliche Markteinführung magnetkalorischer Kühlsysteme zu beschleunigen. Für die pulververarbeitenden Industrien ergeben sich damit neue Chancen in einer noch jungen Materialklasse.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-379306.html