Fokussierung auf nachhaltige Lösungen, Transfer von Innovationen direkt in die Produktion und Einbeziehung digitaler Technologien – unter diesen Rahmenbedingungen entwickelt die Neue Materialien Bayreuth GmbH (NMB) die Werkstoffe und Verfahren für erfolgreiche Produkte von morgen. Die außeruniversitäre Forschungseinrichtung mit rund 60 Mitarbeitern auf dem Bayreuther „Technologiehügel“ wurde im Jahr 2000 im Rahmen der High-Tech-Offensive des Freistaates Bayern gegründet und arbeitet eng mit der Universität Bayreuth zusammen.

Reduzierung der Abhängigkeit von beschaffungskritischen Rohstoffen

Deutschland, die drittgrößte Volkswirtschaft der Welt und Vorreiter der europäischen Industrie, importiert über 70 Prozent seiner strategischen Metalle. Nickel, Kobalt und Wolfram sind dabei von entscheidender Bedeutung und gelten als „strategisch wichtige“ Rohstoffe. Die langfristige Sicherung dieser Metalle ist essenziell für die Wettbewerbsfähigkeit und Stabilität der Industrie.

Die Herausforderung hierbei besteht darin, Werkstoffe zu finden, die sowohl nachhaltiger sind als auch den technischen Anforderungen standhalten“,

betont Dr. Haneen Daoud, stellvertretende Bereichsleiterin Metalle bei der NMB. Gleichwertige oder sogar verbesserte Eigenschaften des Produkts sind dabei die zentrale Voraussetzung. So werden derzeit Alternativen zu kobalt- und nickelbasierten Werkstoffen für die Beschichtung hochverschleißfester Anlagenkomponenten entwickelt. Diese sollen durch eine neue Generation von Werkstoffen auf Eisenbasis mit exzellenten mechanischen Eigenschaften und hoher Beschaffungssicherheit ersetzt werden.

Revolution durch 3D-Druck und Hybridwerkzeuge: Materialeinsatz effizient gestalten

Ein weiterer bedeutender Fortschritt in der Forschungsarbeit ist der Ansatz „Verbrauchssenkung statt Substitution“. Mithilfe eines innovativen, metallbasierten 3D-Druckverfahrens gelang es, Fräswerkzeuge so zu gestalten, dass dort der Einsatz von Hartmetallen deutlich reduziert wurde. Diese Neugestaltung führt nicht nur zu einer Senkung des Rohstoffeinsatzes, sondern auch zu einer erheblich längeren Lebensdauer der Werkzeuge. Damit tragen Dr. Daoud und ihr Team maßgeblich zur Ressourcenschonung bei und schaffen wirtschaftliche Vorteile für die Industrie.

Zudem steht die Entwicklung von Hybridwerkzeugen im Fokus. Diese bestehen aus einem Kunststoffkern, der mit einer Metallbeschichtung versehen ist. Solche Werkzeuge sind bis zu 70 Prozent leichter als herkömmliche Werkzeuge aus reinem Eisen oder Aluminium, und benötigen entsprechend weniger Rohmaterial. Diese Lösung verringert nicht nur den Rohstoffbedarf, sondern ermöglicht auch effizientere Werkzeuge, die weniger Energie bei der Herstellung und im Einsatz benötigen.

Nachhaltige Innovation als Erfolgskonzept

Unter Dr. Daouds Leitung entwickelt die NMB auch Lösungen, die gesundheitsschädliche Materialien durch unbedenkliche Alternativen ersetzen. Ein Beispiel ist die Substitution von Blei durch Einsatz von Kunststoffkernen, die mit unbedenklichem Metall beschichtet werden, um die ursprüngliche Funktionalität beizubehalten. Diese Entwicklungen tragen nicht nur zur Nachhaltigkeit bei, sondern bieten auch wirtschaftliche Vorteile durch verbesserte Sicherheit und Akzeptanz am Markt.

Mit innovativen Lösungen, die sowohl die Rohstoffsicherheit verbessern als auch die Nachhaltigkeit fördern, setzen Dr. Daoud und ihr Team mit einer Kombination aus Wissen, Kreativität und praktischer Umsetzung neue Maßstäbe für die Werkstoffe von morgen.