In der Pulvermetallurgie haben funktionelle Werkstoffe immer schon eine wichtige Rolle gespielt (hochschmelzende Metalle, Schneidwerkstoffe wie Hartmetall, oder poröse Werkstoffe für Filteranwendungen). Die mengenmäßig größte Produktgruppe war und ist allerdings die Formteilfertigung auf Eisen und Stahlbasis. Die beiden Megatrends der veränderten Mobilität, die sich durch die Abkehr vom Verbrennungsmotor hin zum Elektromotor, sowie der technische Durchbruch in der Additiven Fertigung verändert die Pulvermetallurgie jedoch nachhaltig.
Alternative Produkte werden gesucht, wobei es für viele dieser Produkte noch die Basis in der Werkstoffentwicklung fehlt, oder sich noch im Bereich der Grundlagenforschung befindet. Das CD Labor für pulvermetallurgische Weichmagnete wird sich nun mit speziellen Weichmagentischen Werkstoffen befassen, denen ein hohes Potential in der Zukunft vorausgesagt wird.
Weichmagnetische Eisenbasiswerkstoffe, sog. SMCs (soft magnetic compounds), zeichnen sich dadurch aus, dass die das Konzept der laminierten Stahlbleche, wie sie für Transformatoren eingesetzt werden, auf die dritte Dimension erweitern, indem die laminierten Bleche durch isolierte Fe-Pulverpartikel substituiert werden. Diese Werkstoffe werden heute für Motoren bis zu einer Frequenz von ca. 1000 Hz eingesetzt. Einerseits sollen diese Werkstoffe durch spezielle Herstellungskonzepte deutlich verbessert werden, andererseits soll der Anwendungsbereich für deutlich höhere Frequenzen erweitert werden. Spezielle Legierungskonzepte und damit verbundene Beschichtungen sollen diesen Weg ebnen. Die Kombination von neuen Legierungskonzepten, grundlegend neuen Beschichtungen mit einer adaptierten nachfolgenden Wärmebehandlung soll die magnetische Effizienz deutlich steigern können und damit Bauteile ermöglichen, die heute notgedrungen von Ferriten abgedeckt werden. Die magnetische Sättigung dieser Werkstoffgruppe ist allerdings zu gering, um hier allen Anforderungen gerecht zu werden. Die metallischen Weichmagnete haben derzeit noch zu große Wirbelstromverluste, die durch das neuartige Werkstoffkonzept massiv verringert werden sollen.
Im freien Forschungsbereich ist geplant mit einer Pulverproduktion im Labormaßstab für die weichmagnetischen Pulver neue Maßstäbe zu setzen. Durch die Installation einer verhältnismäßig kleinen, flexiblen Zerstäubungseinheit soll die Möglichkeit einer relativ raschen Legierungsentwicklung für derartige Pulver auf ein neues Niveau gehoben werden. Da höchstwahrscheinlich viele der gewünschten Zusammensetzung nicht als Vormaterial verfügbar sein wird (Stabmaterial oder Drähte), ist es notwendig eine Fertigungsroute für diese Materialien zu entwickeln. Die Pulvermetallurgie bietet hier mannigfache Möglichkeiten, Das Mischen der Pulver und das Verpressen zu einem Vorkörper, der danach durch Strangpressen verdichtet wird stellt eine Variante dar, um zu den gewünschten Vorkörpern zu gelangen. Diese Pulverentwicklungen können eine massive Hilfestellung bei der Basisuntersuchung der Effekte von SMCs darstellen, da hier Varianten getestet werden können, die am freien Markt nicht in dieser Vielfalt erhältlich sind.
