Wien/Ranshofen (OTS) – Das leichte und dennoch sehr feste Metall
Titan ist in der Luftfahrt
unverzichtbar. Allerdings gilt die Umformung der häufig eingesetzten
Legierung (die sogenannte a-ß-Titanlegierung Ti-6Al-4V) als besonders
anspruchsvoll. Konventionelle Verfahren sind energieintensiv und
komplex – beim sogenannten „Superplastischen Umformen“ (SPF) werden
sehr hohe Temperaturen (z. B. 840–930 °C für Ti-6Al-4V) und niedrige
Umformgeschwindigkeiten benötigt. Zudem kann sich bei langer
Hochtemperaturexposition an der Luft eine spröde, sauerstoffreiche „a
-case“-Schicht bilden, die anschließend aufwendig entfernt werden
muss.
Am LKR Leichtmetallkompetenzzentrum Ranshofen des AIT wurde nun
ein neuartiges Heißtiefziehverfahren entwickelt, das zeigt, dass a-ß-
Titanbleche bei Temperaturen unter 500 °C ausgezeichnet tiefziehfähig
sind. Das ist für die Praxis ein entscheidender Hebel: Bei diesen
Temperaturen können herkömmliche Warmarbeitsstähle als
Umformwerkzeuge eingesetzt werden – anstelle der teuren
Nickelbasislegierungen, die sonst für deutlich höhere
Prozesstemperaturen erforderlich wären. Da eine isotherme Umformung
bei 500 °C oder darunter nicht erfolgreich ist, setzt das Verfahren
auf eine Vorwärmung des Blechs (unterhalb der SPF-Temperatur) und die
anschließende Umformung in der Presse. Der wesentliche Vorteil
gegenüber etablierten Verfahren liegt in den dramatisch verkürzten
Umformzeiten, die deutlich schnellere Taktzeiten und damit eine
wesentlich höhere Produktivität ermöglichen.
Zwtl.: Energieeinsparung durch deutlich niedrigere Temperaturen
Die Leistungsfähigkeit dieses Verfahrens wurde entlang konkreter
Umformergebnisse belegt: Bereits 2022 gelang die Umformung eines
Testbauteils mit 44 mm Tiefe. Durch weitere Optimierungen wurde eine
Zieh-Tiefe von 68,5 mm erreicht. Gleichzeitig konnten Vorwärmzeit,
Vorwärmtemperatur und Tiefziehtemperatur weiter reduziert werden.
Tests mit Ti-6Al-4V-Blechen unterschiedlicher
Oberflächenbeschaffenheit – bereitgestellt durch den Industriepartner
voestalpine BÖHLER Bleche GmbH & Co KG – zeigten eine hervorragende
Reproduzierbarkeit. Besonders relevant ist, dass das Verfahren auch
mit raueren Oberflächen funktioniert und dadurch den Schleifaufwand
reduziert.
Auch die Bauteileigenschaften unterstreichen den technologischen
Sprung: Eine Bruchdehnung von über zehn Prozent wurde ohne
zusätzliche Wärmebehandlung nach dem Tiefziehprozess erreicht. Zudem
deuten die Ergebnisse darauf hin, dass mehrstufige Umformprozesse
künftig ohne Zwischenwärmebehandlung möglich sind – erste zweistufige
Versuche waren bereits erfolgreich. Ein weiterer Vorteil: An der
Bauteiloberfläche zeigt sich keine spröde a-case-Schicht. Dies wird
mit der vergleichsweise kurzen Hochtemperaturexposition in
Zusammenhang gebracht. Für das Verfahren wurde bereits ein
österreichisches Patent erteilt, eine internationale Patentanmeldung
läuft. Damit ist die Innovation auch strategisch abgesichert – als
Grundlage, um die Titanumformung bei moderaten Temperaturen
ressourcenschonend in Richtung industrieller Anwendung weiter zu
etablieren.
Zwtl.: AIT ist Brücke zwischen Wissenschaft und Innovation
Die Fähigkeit, neue Erkenntnisse rasch in marktfähige
Technologien und anwendbare Lösungen zu überführen, wird zunehmend zu
einem entscheidenden Wettbewerbsfaktor für Europa. An dieser
Schnittstelle zwischen Wissenschaft, Technologie und Anwendung kommt
der angewandten Forschung am AIT Austrian Institute of Technology
eine zentrale Rolle zu. Österreichs größte Research and Technology
Organisation orientiert sich bei seiner Forschung eng an den
Bedürfnissen der Industrie und an aktuellen gesellschaftlichen
Herausforderungen. Forschung des AIT wirkt und schafft Lösungen – für
Unternehmen, die Gesellschaft und letztlich für uns alle.
AIT Impact Report
Der AIT Impact Report 2026 zeigt anhand von rund 30 Beispielen,
wie das AIT gemeinsam mit Partnerinnen und Partnern aus Wirtschaft,
Wissenschaft und öffentlicher Hand Forschung in konkrete Lösungen
übersetzt. Die vorgestellten Projekte reichen von der Digitalisierung
industrieller Prozesse über resiliente Infrastruktur und nachhaltige
Energie- und Industriesysteme bis hin zu Gesundheit, Mobilität,
Sicherheit und Kreislaufwirtschaft.
Der AIT Impact Report 2026 steht online zur Verfügung:
www.ait.ac.at/impact-report
Über das AIT
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