Dursichtig wie Glas, aber wärmebeständig und kratzfest wie Keramik – transparente Keramik ist ein besonderer Werkstoff, dessen Herstellung nicht nur ein spezielles Know-how, sondern auch spezialisierte Geräte und Anlagen benötigt. Zukünftig wird Transparentkeramik noch stärker ihre Vorteile in Sachen Robustheit, Härte, Transmission und Wirtschaftlichkeit gegenüber Glas und Saphir ausspielen können. Der Grund: Das Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS kann nun im neuen Zentrum mit interessierten Partnern aus der Industrie eine Vielfalt an neuartigen, wirtschaftlichen Anwendungen entwickeln.

„Wir besitzen nun eine Infrastruktur für die komplette Prozesskette zur Herstellung von Transparentkeramikbauteilen nicht nur im Labor-, sondern auch im Pilot- und Serienmaßstab. Damit erweitern wir enorm unsere Kompetenz und die Einsatzvarianz von transparenter Keramik“, sagt die Abteilungsleiterin Oxidkeramik Dr. Sabine Begand. Dieser Kompetenzsprung ist nun möglich, weil das IKTS die Sparte Transparentkeramik und die Marke Perlucor von der Firma CeramTec-ETEC übernommen hat. Rund zwanzig Fertigungsanlagen und hundert Kleingeräte mit einer Produktionsfläche von 700 m² wurden seitdem am Standort Hermsdorf in die Institutsinfrastruktur integriert. Der Freistaat Thüringen förderte diese Maßnahme mit 2,5 Millionen Euro. Zu den Industrien, die in hohem Maße von Transparentkeramik profitieren können, zählen Optik, Opto-Elektronik, Zivilschutz, Sicherheitstechnik, Medizintechnik, Laser- und Sensortechnik, Scanner- und Displaytechnologie, Fahrzeug-, Luft- und Raumfahrtindustrie sowie der Maschinenbau.

Zur neuen Infrastruktur gehören Geräte und Anlagen zur Konditionierung hochreiner Pulver, Formgebung, Wärmebehandlung, Laser- sowie Ultra-Präzisionsbearbeitung. „Die wichtigsten Aufgaben, die wir uns gestellt haben“, betont Dr. Martin Drüe, Gruppenleiter Transparentkeramik am Fraunhofer IKTS, „liegen zum einen darin, Transparentkeramik in exzellenter Qualität im Pilot- und Serienmaßstab zu fertigen. Dabei spielen Reinheit und hohe Transparenz eine entscheidende Rolle. Zum anderen freuen wir uns auf spannende, zukunftsweisende Entwicklungsarbeiten zusammen mit Industriepartnern. Hierbei wird es nicht nur um Werkstoffanalyse und -entwicklung, Konstruktion oder Formgebung der Keramik gehen, sondern auch um einsatzspezifische Fragestellungen bei der Systemintegration. Denn oftmals betrifft es Anwendungen, die Transparentkeramik im Verbund mit anderen Materialien – etwa Glas, Titan oder Edelmetalle – erfordern.“

Industriepartner können die technische Infrastruktur des FuE-Zentrums als Dienstleistung nutzen, Versuche durchführen und beispielsweise von den Ergebnissen mechanischer Tests, Laminier- sowie Bedruckversuche profitieren. Prototypen und Pilotserien mit Stückzahlen von zirka zehntausend Einheiten sowie eine Bauteilvergrößerung auf das fast Vierfache werden nun möglich sein. Auch das Fügen von transparenter Keramik steht im Entwicklungsfokus, um die Geometrievielfalt weiter zu steigern. Zudem haben die IKTS-Forschenden sich zum Ziel gesetzt, die Reproduzierbarkeit der Bauteilfertigung stetig zu erhöhen.