Der Werkstoff Titan bietet deutliche Vorteile beim Laserschweißen von Rohren:
Runde Sache für Leichtbau-Anwendungen
Als Hersteller maßgeschneiderter Edelstahlrohre mit Sonderdurchmessern und -formen beliefert die Michelfelder Gruppe seit 2002 diverse Branchen mit hochwertigen Produkten, u.a. den Automotive-Sektor sowie die Thermotechnik-Industrie. Das neueste Highlight des mittelständischen Rohrspezialisten sind kundenspezfische Rohre aus Titan - aus Präzisionsplatinen gerundet und mit dem Laserstrahl geschweißt. Obgleich höchst anspruchsvoll in der Verarbeitung, gehören dem Leichtbau-Werkstoff Titan dank seiner hervorragenden Materialeigenschaften die Marktpotenziale der Zukunft.
Nicht nur in der Luft- und Raumfahrtindustrie, auch in vielen weiteren zukunftsweisenden High-Tech-Branchen wie Medizintechnik, Nukleartechnik, Feinwerktechnik und Automobilbau wird der Bedarf an Titan-Komponenten, sowohl für bereits bestehende Produkte als auch für zukünftige Innovationen, deutlich steigen. Diese Meinung vertraten Fachkreise bereits auf der Branchentagung Titanium 2008 in Las Vegas, was inzwischen von weltweit führenden Herstellern und Anwendern vielfach bestätigt wurde.
Eine Analyse der Materialeigenschaften von Titan und Titanwerkstoffen verdeutlicht die enorme Attraktivität für die industrielle Verarbeitung, insbesondere für die Metall- und Blechbearbeitung. So zeichnet sich Titan durch seine niedrige Dichte bei gleichzeitig hoher Festigkeit aus; im Vergleich zu Stahl ist es bei gleicher Festigkeit ca. 42% leichter. Zudem besitzt Titan eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit gegenüber vielen Medien, was sich beim Einsatz in der Luftfahrtindustrie und im chemischen Apparatebau bereits nachhaltig bewährt hat. Zu den positiven Eigenschaften von Titan gehört außerdem eine exzellente Dauerbiegewechselfestigkeit sowie ein guter Oxidationswiderstand (T < 600°C). Spezielle Härteverfahren im Anschluss an die Verarbeitung machen die Oberflächen von Titan-Legierungen außerordentlich resistent gegen Verkratzen und Verschleiß. Diese Voraussetzungen verleihen dem grau schimmernden Metall eine hervorragende thermische und mechanische Belastbarkeit. Obwohl sehr elastisch, besitzt Titan eine dreifach höhere statische Festigkeit als Edelstahl. Als Konstruktionsmaterial wird es praktisch nur als Legierung eingesetzt, es ist ungiftig und vollständig recycelbar.
Gleichzeitig ist die Verarbeitung von Komponenten aus Titan höchst komplex und erfordert deshalb profundes Know-How sowie spezielle Fertigungsbedingungen, worüber die wenigsten Zulieferer verfügen. „Ein prozessicheres Schweißen funktioniert nur im Vakuum oder unter Edelgas. Falls die Schweißnähte Sauerstoff aufnehmen, verlieren sie unverhältnismäßig an Festigkeit“, beschreibt Karl-Heinz Hezel, Vertriebsleiter der Michelfelder Automotive GmbH, eine der Prozessherausforderungen. „Seit wir 2002 in die Kurzrohrherstellung aus hochfesten Edelstählen mittels des Fertigungsablaufs ‚Platine - CNC-Runden – Längsnahtlaserschweißen’ eingestiegen sind, haben wir unsere Prozesse kontinuierlich optimiert und damit kräftig Marktanteile gewonnen. Dies qualifiziert uns heute als zuverlässigen Partner für das anspruchsvolle Längsnaht-Laserschweißen von Rohren aus Titanwerkstoffen, speziell im niedrigen und mittleren Stückzahlbereich .“
Insbesondere für die Automobilzulieferindustrie erschließt sich durch den Einsatz von Leichtbauwerkstoffen ein zukunftsträchtiges Feld. Leichtbau trägt zur Verbesserung von Komfort und Fahrvergnügen, zur Erhöhung der Sicherheit, zur Ressourcenschonung sowie zur vom Gesetzgeber vorgeschriebenen Verminderung der CO2-Emissionen bei. 100 kg Gewichtsreduzierung am Fahrzeuggesamtgewicht führen konkret zu 0,4 Liter Kraftstoffersparnis pro 100km, was wiederum eine Reduzierung von 10g CO2 pro km bewirkt. Momentan scheinen Abgasanlagen aus Titan der direkteste und effektivste Weg zu sein, um signifikante Gewichtseinsparungen im Automobil zu erreichen. Denn im Vergleich zu anderen Bauteilgruppen lässt sich hier verhältnismäßig viel Material substituieren; Einsparungen im 2-stelligen Kilogrammbereich gelten als durchaus realistisch. Als Ummantelung von Katalysatoren sowie als Gehäuse für Rußpartikelfilter sind Kurzrohre à la Michelfelder als Komponenten von Abgassystemen der meisten namhaften Automobil- und Nutzfahrzeugehersteller bereits heute unverzichtbar. Galten bislang hochfeste Edelstähle hierbei als Maß der Dinge, wird es zukünftig wohl Titan, z.B. Ti grade 2 sowie Ti grade 1s, sein. Inwiefern sich die Vorteile von Titan auch für weitere Branchen rechnen, beispielsweise für die Sanitärindustrie bei der Herstellung von Warmwasserspeichern im Bereich der Haustechnik, oder auch für die Haushaltswarenindustrie, die Nahrungsmittelindustrie oder die Architektur, werden branchenspezifische Erprobungen einschließlich Material- und Verfahrenstests zeigen.
An bundesweit zwei Standorten, sowohl bei der Michelfelder Automotive GmbH am Stammsitz in Fluorn-Winzeln im Schwarzwald, als auch bei der Michelfelder GmbH – West in Haan unweit von Düsseldorf, können so genannte Kurzrohre ab sofort auch aus Titan, neben den Werkstoffen Edelstahl rostfrei, Aluminium oder Stahlblech hergestellt werden; je nach Kundenanforderung in unterschiedlichen Geometrien, rund, oval oder polygon, auch in kleineren Losgrößen, beispielsweise für Prototypen und Vorserien.
