Diamond Almighty von MSIS: Schneidemaschine für die Automobilindustrie um das Zweifache verstärkt
(ots) -
Wissenschaftler des Laboratoriums für ultraharte Werkstoffe
(Laboratory of Ultrahard Materials) der National University of
Science and Technology "MSIS" konnten einen einzigartigen
synthetischen Diamant-Polykristalltypen erzeugen. Verstärkt mit
speziellen Nanomodifikatoren bildet dieser die Grundlage für eine
innovative Diamantendüse für eine Wasserstrahlschneidemaschine, die
massiv in der Maschinenbau-, Fertigungs- und Raumfahrtindustrie
eingesetzt wird. Die Verschleißfestigkeit des neuartigen
Diamant-Polykristalls ist um 30-50% höher als die seiner weltbesten
Analoga.
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(Photo:
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Aufgrund ihrer Vielseitigkeit wird die
Wasserstrahl-Schneidetechnologie in verschiedenen Branchen weltweit
eingesetzt - Maschinenbau, Luft- und Raumfahrt, Elektronik- und
Glasindustrie, Gehäuse- und Industrieproduktion sowie für die
Herstellung von Kunst- und Werbeartikeln.
Es handelt sich hierbei um ein Schneidverfahren, bei dem anstelle
eines Schneiders ein Wasserstrahl und ein Schleifmittel als
Schnittwerkzeug verwendet werden und Wasser bei hoher Geschwindigkeit
mit großem Druck ausgestoßen wird. Das physikalische Prinzip hinter
diesem Mechanismus liegt in der Trennung und Aufnahme der
Schneidematerialpartikel, ein Vorgang, der durch die hohe
Fließgeschwindigkeit der Feststoffpartikel erfolgt. In natürlichen
Gegebenheiten erfolgt dieser Prozess auf natürliche Weise und wird
allgemein als Wassererosion bezeichnet.
Eines der funktionalen Elemente der Maschine ist die sogenannte
strahlformende Düse, durch die bei hoher Geschwindigkeit mit einem
Druck von ca. 4000 bar ein Wasserstrahl und Schleifmittel fließen.
Dieser Strahl ist dazu in der Lage, nahezu jeden Werkstoff zu
schneiden - Metall, Stein und auch Maschinenteile, die mit ihm in
Berührung treten. Demzufolge zählen die extreme Stärke und
Verschleißfestigkeit der Düse zu den determinierenden Parametern für
die Leistungsfähigkeit der Schneidemaschine.
Ausschließlich das härteste und robusteste auf der Erde
existierende Material - die kubische Modifikation des Kohlenstoffs,
der Diamant - kann dem Wasserstrahl standhalten. Wissenschaftler des
Laboratoriums für ultraharte Werkstoffe (NUST MISIS) konnten das
strahlformende Maschinenelement verstärken und somit die Lebensdauer
des Elements durch die Schaffung eines innovativen Polykristalls als
Ganzes steigern.
"Der einzigartige Diamant-Polykristall, der im Labor synthetisiert
wurde, resultiert aus der Wechselwirkung von Graphit mit
schmelzflüssigen Katalysatoren bei extrem hohen Temperaturen und
großem Druck sowie aus der nanodispersen Aushärtung der Probe, was
durch spezielle Modifizierer auf Titannitridbasis erfolgt" -Dr.
Nikolai Polushin, Projektleiter, Leiter des Laboratoriums für
ultraharte Werkstoffe.
Der auf diese Weise gewonnene Polykristall verfügt über einen
erhöhten Abriebwiderstand. Laut der Testergebnisse des Labors ist
die Widerstandsfähigkeit der Kristalle um 50 % höher als die ihrer
Analoga.
"Allgemein gesprochen stellt die Synthese künstlicher Diamanten
einen komplexen Prozess dar, nämlich die Auswirkungen extremer
Temperatur- und Druckbelastungen auf den unbearbeiteten Graphit für
einen streng definierten Zeitraum" - fügt Polushin hinzu.
Auf der Grundlage des synthetisierten Werkstoffes konnten
Ingenieure bereits die ersten Chargen an Diamantendüsen zur
Implementierung in der Wasserstrahl-Schneidemaschine herstellen.
Tests ergaben, dass ihre Nutzung die Lebensdauer des Elements um das
Anderthalb- bis Dreifache verlängert und zusätzlich eine Erhöhung des
sich in ihr befindlichen Drucks und der Durchflussrate ermöglicht,
weshalb noch robustere und strapazierfähigere Werkstoffe produziert
werden können.
Pressekontakt:
Dina Moiseeva
moiseeva(at)edu.misis.ru
+7-9033630573
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Datum: 30.01.2019 - 16:28 Uhr
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