Das Rubin-Bündnis

Rubin ist eine Edelsteinvarietät des Minerals Korund und besteht aus Aluminiumoxid, das durch geringe Beimengungen von Chrom rot gefärbt wird. Durch Beimengungen von Cobalt, Eisen und Titan sind blaue, grüne und gelbe Färbungen möglich, die als Saphir bezeichnet werden.

Auch in der Hochleistungskeramik spielen Beimengungen, Substitutionen und Dotierungen eine entscheidende Rolle, um bestimmte elektrische oder magnetische Eigenschaften zu erzielen, kristallographische Phasen zu stabilisieren oder Phasenumwandlungen gezielt zur Verstärkung mechanischer Kennwerte zu nutzen. Darüber hinaus können durch die Einstellung von Korngrößen und Korngrenzen im Gefüge die Bauteilherstellung und die finalen Bauteileigenschaften maßgeblich beeinflusst werden. Diese Prinzipien sind die technologische Grundlage des Bündnisses „Hochleistungskeramik aus dem TRIDELTA Campus Hermsdorf“, das aufgrund der Analogie zu den Edelsteinvarietäten kurz als SAPHIR bezeichnet wird.

Im Dezember 2017 hat sich in Hermsdorf das unternehmerische Bündnis TRIDELTA Campus Hermsdorf e.V. gegründet. Ziel ist es, die Interessen der überwiegend kleinen und mittelständigen Technologieunternehmen der Region zu vertreten und zu vermarkten. Aus einer ersten Analyse der Marktposition der Unternehmen heute und des Anwendungspotenzials ihres Produktportfolios in den globalen Themen Energie, Klima, Gesundheit, Mobilität und Arbeit 4.0 wurde ein Entwicklungsbedarf abgeleitet, der in enger Zusammenarbeit mit dem ansässigen Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS und der Ernst-Abbe-Hochschule in Jena bearbeitet werden soll. Dieser Entwicklungsbedarf konzentriert sich auf vier Gruppen von Hochleistungskeramiken: Magnetkeramik, Oxidkeramik, Halbleiterkeramik und Piezokeramik.

Die Ziele

Mit der Bearbeitung und Förderung wichtiger F&E-Fragestellungen in SAPHIR zur Entwicklung neuer Hochleistungskeramiken sowie neuer Verfahren der Formgebung und Bearbeitung erhofft sich der TRIDELTA Campus Hermsdorf e.V. eine enorme Beschleunigung des eigeschlagenen Weges. Ziel ist die Entwicklung der Technologieregion Hermsdorf zum führenden Standort der Hochleistungskeramik in Europa.

Die Projekte

Magnetkeramiken (Hartferrite, Weichferrite) finden Hauptanwendung in Motoren, Generatoren und Transformatoren. Ihr Anwendungspotential steigt exponentiell mit der Nutzung regenerativer Windenergie (Generatoren) und der Elektromobilität (Elektromotoren, induktive Ladestationen) an.

Oxidkeramiken werden wegen ihrer hohen Festigkeit und Biokompatibilität für Gelenkimplantate und Dentalrestaurationen verwendet. Die Menschen werden zunehmend älter und die Ansprüche an Gesundheit und an Bewegung im Alter steigen. Daraus resultieren ein steigender Bedarf an patientenindividueller Versorgung und wachsende Ansprüche an die mechanischen Eigenschaften und die Langzeitstabilität der Oxidkeramiken.

Halbleitende Keramiken werden als selbstregulierende elektrische Heizer (PTC-Heizer - Widerstand mit positivem Temperaturkoeffizient) verwendet, wobei die sich einstellende Temperatur durch die Zusammensetzung und die Korngrenze im Gefüge bestimmt wird. Mit der Elektromobilität kann die Heizung nicht über Abwärme des Motors geschehen, wodurch der Bedarf an elektrischen Heizern enorm wächst. Keramiken mit gemischter Leitfähigkeit für Sauerstoffionen und Elektronen können als Membranen zur energieeffizienten Abtrennung von Sauerstoff aus Luft eingesetzt werden.

Piezokeramiken nutzen den Piezo-Effekt und können so elektrische Spannung und mechanische Bewegung wechselseitig ineinander umwandeln. Das kann als Aktuator zur exakten Dosierung von Flüssigkeiten oder zur Erzeugung von Ultraschall und als Sensor in der Objekterkennung und Distanzerfassung verwendet werden. Beide Richtungen werden mit der zunehmenden Digitalisierung von Arbeitsabläufen an Bedeutung stark wachsen.

Die Region

Hightech-Standort für Keramik und Elektronik

Die Kleinstadt Hermsdorf, gelegen an den Bundesautobahnen A4 und A9, hat sich mit einer gut ausgebauten Infrastruktur und zahlreichen Freizeitangeboten zu einem Versorgungszentrum entwickelt.

Das Hermsdorfer Kreuz stellt einen wirtschaftlichen Schwerpunkt in Ostthüringen dar und ist ein traditionsreicher und an Bedeutung wachsender Technologie-Hotspot für technische Keramik und Mikroelektronik. Im Wettbewerb um Arbeitskräfte und Einwohner wird der TRIDELTA CAMPUS erheblich zur Profilbildung des Saale- Holzland-Kreises als attraktivem Lebens- und Arbeitsort in der Nachbarschaft zum Optik-Standort Jena beitragen.

Mit „SAPHIR – Hochleistungskeramik aus dem TRIDELTA CAMPUS“ werden die Meilensteine für die nächste Generation an Werkstoffen sowie entsprechenden Verfahrenstechniken und Fertigungstechnologien gelegt. SAPHIR trägt dadurch zum weiteren Ausbau des Industrie-Clusters am TRIDELTA CAMPUS bei.

Kontakt

TRIDELTA Campus Hermsdorf e.V.
Frau Janina Kühn
Heinrich-Herz-Str. 10
07629 Hermsdorf
Tel.: 036601 902440
E-Mail: janina.kuehn@tridelta-campus-hermsdorf.de

Bündniskoordinator

LCP-Laser-Cut-Processing GmbH
Daniel Störzner
Heinrich-Hertz-Straße 17
07629 Hermsdorf
Tel.: 036601 9327 13
E-Mail: dsto@lcpgmbh.de