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Forschung und Entwicklung bei Plansee

Unsere Kompetenzen in der Forschung und Entwicklung

Forschung und Entwicklung spielen bei Plansee bereits seit 100 Jahren eine wichtige Rolle. 1921 begannen wir mit der Produktion von Wolframdraht für Glühbirnen. Heute verfügen wir über eine Vielzahl an Produktentwicklungen. Dabei verfolgen wir ein ganz klares Ziel: Die Weiterentwicklung unserer Werkstoffe und Produkte, um Bestleistungen für unsere Kunden zu erzielen.

An den Standorten in Österreich, Deutschland, Frankreich und China haben wir über 100 Forschungs- und Entwicklungsexperten im Einsatz, die gemeinsam mit Ihnen an maßgeschneiderten Lösungen arbeiten. Denn die meisten Neuentwicklungen entstehen in enger Zusammenarbeit mit unseren Kunden sowie mit Partnern aus der Wissenschaft. So haben wir uns im Laufe der Jahre ein weltweites Netzwerk aus Partnern, Forschungseinrichtungen und Universitäten aufgebaut, um unsere Werkstoffe zu Höchstleistungen anzutreiben.

  • Weltweites Wissenschafts-netzwerk

  • Entwicklungs-partnerschaften mit Kunden

  • Forschungs- und Entwicklungteams an 4 Standorten

  • Hoher Innovationsgrad: 950 Patente

  • Über 100 Jahre Erfahrung

Hier gelangen Sie zu unseren Kompetenzfeldern:

Werkstoffwissen

Unser fundiertes Werkstoffwissen ist die Basis unserer täglichen Arbeit. Kontinuierlich entwickeln unsere Experten die Eigenschaften von Molybdän, Wolfram, Tantal und Wolfram Verbundwerkstoffen weiter, um die Leistungsgrenzen noch weiter nach oben zu verschieben. Wir kennen das Verhalten und die Leistungsfähigkeit der Werkstoffe ganz genau und können so selbst hochkomplexe Produkte herstellen. Über 100 Forschungs- und Entwicklungsexperten arbeiten an unseren Standorten in Österreich, Deutschland, Frankreich und China täglich daran, das Verhalten unserer Werkstoffe in Herstellungs- und Anwendungsprozessen zu optimieren. Sie untersuchen das mechanische, chemische und physikalische Verhalten in unseren hauseigenen Laboren und testen die gewonnenen Erkenntnisse in konkreten Versuchen in der Zusammenarbeit mit Kunden. So entstehen laufend neue Produkte und Technologien.

Um die Werkstoffe präzise an Ihre Anforderungen anzupassen, veredeln wir sie mit weiteren metallischen und keramischen Zusätzen zu Legierungen oder Verbundwerkstoffen. Hitzebeständigkeit, Wärmeausdehnung, Wärmeleitfähigkeit, elektrische Leitfähigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Verschleißfestigkeit, Dichte, Strahlenabsorption und Reinheit – dies sind einige der entscheidenden Eigenschaften, die wir je nach Anwendung gezielt einstellen.

Technologiewissen

Im täglichen Austausch mit Kunden, durch Kooperationen mit verschiedenen Universitäten sowie im Gespräch auf Fachkonferenzen, Messen und Kundenworkshops erweitern wir ständig unser Werkstoff-, Technologie- und Anwendungswissen. So lernen wir alles über die Anforderungen, die Sie an unsere Komponenten stellen. Unsere Entwickler und Ingenieure reagieren schnell auf Ihre Technologiesprünge und kümmern sich um eine effiziente Umsetzung innovativer Werkstoff- und Produktlösungen.

Wir beraten Sie gerne in folgenden Bereichen:

  • Pulvermetallurgie

    Wir stellen hochschmelzende Metalle und Verbundwerkstoffe pulvermetallurgisch her. Die Pulververarbeitung erfolgt auf klassischem Weg über Pressen und Sintern. Es kommen aber auch alternative Konsolidierungsverfahren für unsere Pulver zum Einsatz wie:

    • Heißpressen
    • Heißisostatisches Pressen
  • Umformtechnik

    Wir entwickeln bestehende Umformtechniken ständig weiter, um unsere Produkte exakt an Ihre Anforderungen anzupassen. Dabei verändern wir nicht nur die Abmessungen der Ausgangsprodukte, sondern stellen durch eine Anpassung der Umformschritte und Wärmebehandlungen auch die mechanischen Eigenschaften ein. Damit geben wir unseren Produkten unter anderem das notwendige Maß an Warmfestigkeit, Härte und Kriechbeständigkeit.

    Die Auslegung der Umformtechniken basiert auf elementaren und theoretischen Kenntnissen. Die Anpassung der Produkteigenschaften liegt jedoch in unseren Händen: Um für verschiedene Anwendungen die optimalen Eigenschaften zu erlangen, arbeiten wir intensiv an der Weiterentwicklung unserer Prozesse.

    Für eine noch effektivere Prozessentwicklung und -optimierung greifen wir unterstützend auf verschiedene Simulationsmethoden zurück. Lesen Sie dazu mehr im Bereich der Numerischen Analyse.

  • Verbindungstechnik

    Um Molybdän und Wolfram miteinander oder mit anderen Materialien zu verbinden, bedarf es spezieller Verbindungstechnologien. Durch unsere jahrzehntelange Erfahrung und Entwicklung im Bereich der Verbindungstechnologie wissen wir genau, welches Verfahren am besten für die jeweilige Anwendung geeignet ist.

    Für unsere Werkstoffe kommen folgende Verbindungstechnologien zum Einsatz:

    • Löttechnik:
      Mit dieser Technologie können wir unsere Materialien untereinander aber auch mit anderen Materialen wie Metallen und keramischen Werkstoffen verbinden: Etwa bei Drehanoden, die aus Molybdän- und Graphitkomponenten bestehen, die miteinander verlötet werden oder bei Sputtertargets. 
    • Schweißtechnik:
      Gleiche Materialien werden häufig miteinander verschweißt. Dies erlaubt eine punktuelle Verbindung komplexer Bauteile und stellt uns vor keine thermischen Limits. Je nach Fügepartner und Anforderung an die stoffschlüssige Verbindung kommen verschiedene Schmelzschweißverfahren mit und ohne Schweißzusatzwerkstoffe zum Einsatz. Neben dem TIG Schweißverfahren wird auch das Laserstrahlschmelzschweißen als hochautomatisiertes Verfahren angewandt.
    • Diffusionsbonden:
      Gibt es spezielle Anforderungen an die Fügung, kann Diffusionsbonden eine Möglichkeit sein. Bei diesem Verfahren werden die Fügepartner bei erhöhten Temperaturen deutlich unterhalb des Schmelzpunkts aneinander gepresst. Es entsteht eine stoffschlüssige Verbindung durch Diffusion der Metalle. Geeignet ist dieses Verfahren etwa für flächige Verbindungen, bei denen keine zusätzlichen Werkstoffe verwendet werden dürfen. 
    • Hintergießtechnik:
      Für einige unserer Anwendungen verbinden wir Molybdän und Wolfram mit Kupfer. Dies erfolgt mittels Hintergießtechnik und bietet einige wesentliche Vorteile: Etwa eine perfekte thermische, mechanische und nahtlose Verbindung.
  • Oberflächentechnik

    Ihre Anwendungen stellen unterschiedlichste Anforderung an die Oberfläche unserer Produkte. Durch den Einsatz verschiedener Technologien, die wir aufgrund unserer langjährigen Erfahrung perfekt beherrschen, erzielen wir das für Sie optimale Oberflächenergebnis. Angewendet werden:

    • Mechanische Bearbeitung
    • Nasschemische Behandlung
    • Beschichtungen
Numerische Analyse

Viele Anwendungen sind auch für unsere Produkte eine enorme technische Herausforderung. Sie müssen immer höheren Prozesstemperaturen sowie extremen Belastungen standhalten und dabei von maximaler Lebensdauer sein. 

Schon in der Planungsphase helfen numerische Berechnungsmethoden bei der Analyse des späteren Einsatzverhaltens unserer Bauteile. Ein eigenes Team von Berechnungsexperten sorgt dafür, dass unsere Bauteile aus Refraktärmetallen die Anforderungen unserer Kunden über die gesamte Lebensdauer zuverlässig erfüllen. Simulationsverfahren kommen zum Beispiel bei der Auslegung von Bauteilen in Hochtemperaturöfen zum Einsatz.

Ein Beispiel: Einer unserer Kunden will einen Chargenträger mit Bauteilen mit einem Gesamtgewicht von 20 Tonnen beladen und die Bauteile bei hohen Temperaturen von über 1.250 °C wärmebehandeln. Bisher erhältliche Chargenträger können diesen Bedingungen nicht standhalten. Eindeutig ein Fall für uns: In unseren thermomechanischen Berechnungen haben wir verschiedene Designanpassungen untersucht und schließlich mit dem Kunden ein neues Produkt entwickelt.

Auch bei der Stromübertragung können wir helfen. Durch die richtige Werkstoffkombination und Geometrieauslegung können wir das Prellverhalten von Tulpenkontakten optimieren und damit die Bildung von Lichtbögen merklich reduzieren.

Numerische Berechnungsmethoden auf dem Gebiet der Finite Elemente Methode, der Finite Volumen Verfahren und der Discrete Element Method sowie unser Know-How in der Pulvermetallurgie, Umformtechnik, Beschichtungs- und Verbindungstechnik machen die kostengünstige Entwicklung stark beanspruchter Bauteilgruppen möglich. Beispielsweise bei der Entwicklung von Dreh- und Stehanoden in Röntgengeräten, Heißkanaldüsen für die Kunststoffherstellung, Heizer-Systeme für die Herstellung von LEDs, Komponenten für die Saphirglasherstellung in der Laseroptik oder Halbleitertechnik, oder auch für Ihr Produkt.

So werden durch unsere numerischen Analysen Kundenanwendungen kostengünstiger oder überhaupt erst machbar.

Additive Fertigung

Mit diesem innovativen Fertigungsverfahren erstellen wir Bauteile, indem wir ihre 3D-Struktur Schicht für Schicht aufbauen. So können komplexe 3D-Komponenten anhand von CAD-Daten in äußerster Präzision monolithisch gefertigt werden, ein mehrteiliges Assemblieren entfällt.

Als Ausgangsmaterial nutzen wir Metallpulver: Je nach Verfahren mit oder ohne organischen Druckhilfsmitteln. Je nach Werkstoff aber auch je nach Bauteilgröße und -anforderung werden unterschiedliche Druckverfahren angewendet:

  • Reine Refraktärmetalle können am besten über eine direkte Konsolidierung aus dem Pulverbett heraus gedruckt werden. Dafür verwenden wir hochenergetische Laser- oder Elektronenstrahlung, um das Metallpulver direkt lokal aufzuschmelzen und somit das Bauteil Lage für Lage aufzubauen: Die Prozesse sind unter der Bezeichnung LPBF (Laser Powder Bed Fusion) oder EBM (Electron Beam Melting) bekannt.
  • Verbundwerkstoffe wie Schwermetalllegierungen oder auch WCu und MoCu können auch über alternative additive Fertigungsverfahren verarbeitet werden. Auch hier wird entsprechend legiertes oder gemischtes Metallpulver als Ausgangsmaterial verwendet. Im Gegensatz zu den binderlosen Verfahren LPBF oder auch EBM werden jedoch organische Hilfsmittel wie Bindemittel eingesetzt, um einen sogenannten Grünling herzustellen. Die Palette an Fertigungsverfahren auf Basis von organischen Hilfsmitteln ist groß und nicht jedes Verfahren eignet sich für jeden Werkstoff und jedes Bauteil.

Neben der reinen Herstellung von Bauteilen aus unseren Werkstoffen benutzen wir auch andere Materialien, um unsere Produkte zu verbessern oder auch überhaupt erst herzustellen. So lassen sich beispielsweise wiederverwendbare Maskierungen für Beschichtungsprozesse drucken oder komplexe Fügeverbindungen mit eigens entwickelten und gedruckten Schutzgasdüsen vor Oxidation schützen. Mit unseren verschiedenen Technologien der additiven Fertigung leisten wir aus der Entwicklung heraus einen Beitrag für immer komplexere Baugruppen aus unseren Hochleistungswerkstoffen.