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Hybride Werkstoffsysteme

Jeder Werkstoff hat seine spezifischen Eigenschaften und Vorteile. Je nach Anforderungen an das Bauteil sind daher immer andere Werkstoffe die optimale Wahl. Aufgrund der zunehmenden Komplexität und der immer vielfältigeren Anforderungen an Bauteile und Gesamtsysteme ist die Wahl eines Werkstoffes oft mit Einbußen bei bestimmten Einsatzbedingungen verbunden. Um diesem Dilemma zu entgehen, bietet sich die intelligente Kombination verschiedener Werkstoffe zu einem hybriden Werkstoffsystem an, bei der die jeweiligen Vorteile der Einzelwerkstoffe zum Tragen kommen.

Ein derartiges hybrides Werkstoffsystem stellen zum Beispiel faserverstärkte Metalle dar. Diese Metallmatrix-Verbundwerkstoffe (engl.: MMC für metall matrix composite) bestehen aus hochfesten keramischen Fasern, die in einer Metalllegierung eingebettet sind. Die Fasern übernehmen hier die Aufgabe der Festigkeits- und Steifigkeitserhöhung, während das Metall für die Formgebung und Zähigkeit sorgt.

Als Grundlage für die Herstellung von Metallmatrix-Verbundwerkstoffen (MMC) und zum Oberflächenschutz von Metallen werden verschiedene Beschichtungsverfahren eingesetzt. Insbesondere bei Beschichtungen mit Titan kann ein erheblicher Kostenvorteil durch den Einsatz neuer elektrolytischer Verfahren erreicht werden.

Sehr weit entwickelt sind die Verfahren zur Herstellung von Faser-Kunststoff-Verbunden. Diese Werkstoffe unterliegen jedoch Einschränkungen bezüglich der Zähigkeit, Impact-Resistenz und des Erosionswiderstandes. Diese Nachteile können durch das Ersetzen einiger Faserlagen durch Metallfolien abgefangen werden. Es entstehen die so genannten Faser-Kunststoff-Laminate.