Hochschule Furtwangen
Metallische Gläser als neuartige technische Werkstoffe weisen keine kristallinen Phasen, sondern eine vollständig amorphe Mikrostruktur auf. Dieser Gefügeaufbau verleiht ihnen im Vergleich zu den kristallinen Pendants bessere mechanische und chemische Eigenschaften wie eine hohe Festigkeit bei gleichzeitig niedrigem Elastizitätsmodul sowie eine sehr gute Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit. Dadurch eignen sie sich hervorragend für Anwendungen mit einem komplexen Belastungskollektiv, bspw. als lasttragende orthopädische Implantate. Aktuell werden metallische Gläser mit hohen Mengen an Be, Ni oder Cu legiert, um die notwendige hohe Glasbildungsfähigkeit erreichen zu können. Bereits geringe Konzentrationen dieser Elemente können im menschlichen Körper jedoch bereits zu gesundheitsgefährdenden Komplikationen führen, daher sind derartige metallische Gläser ungeeignet für die medizinische Anwendung. Eine weitere Problemstellung ist die geringe mögliche Bauteilgröße beim Einsatz konventioneller Verfahren wie Gießen oder Schmelzspinnen. Additive Fertigungsverfahren bieten aufgrund der schichtweisen Bauteilherstellung und hohen Abkühlgeschwindigkeiten eine sehr gute Möglichkeit, diese Problematik zu umgehen und Bauteile mit anwendungsnaher Größe zu realisieren.
Daher wurde im Rahmen dieser Arbeit ein neue Titanbasislegierung zur Herstellung metallischer Gläser entwickelt, die vollständig aus biokompatiblen Elementen besteht und mit dem selektiven Laserschmelzen verarbeitbar ist. Zur Konzipierung der neuen Legierung wurden neben der Biokompatibilität weitere Kriterien wie die resultierende Glasbildungsfähigkeit und Mischungsenthalpie berücksichtigt. Auf Basis der Legierung wurde ein Pulvermaterial hergestellt und hinsichtlich verschiedener Eigenschaften charakterisiert (u. a. Mikrostruktur und Partikelgrößenverteilung). Anschließend wurden erste Bauteile additiv hergestellt und der Anteil an amorpher Phase in der Mikrostruktur analysiert.
Abstract
Erwerben Sie einen Zugang, um dieses Dokument anzusehen.
Poster
Erwerben Sie einen Zugang, um dieses Dokument anzusehen.
© 2026