Campus Technik Lienz: Philipp Mair lässt Metall „wachsen”
Die Forschung, die den jungen Wissenschaftler begeistert, zielt auf die Entwicklung einer neuen Aluminiumlegierung für das so genannte selektive Laserschmelzen (SLM) ab.
Philipp Mair gehört dem Team von wissenschaftlichen Mitarbeitern am Campus Technik Lienz an. Eng verknüpft mit dieser Tätigkeit ist die Doktoratsstelle, die es ihm ermöglicht, vier Jahre lang an einer neuen Aluminiumlegierung für den 3D-Druck zu forschen. Der 26-Jährige stammt aus dem Südtiroler Teil des Pustertales. In Bruneck hat er die Oberschule für Chemie, Werkstoffe und Biotechnologie besucht und sich hier erste grundlegende Kenntnisse über Materialeigenschaften von Werkstoffen sowie Kompetenzen in Hinsicht auf Produktionsprozesse und Anwendungen im Bereich der Chemie, der Biotechnologie und der Umwelttechnologie angeeignet. Nach der Matura entschied sich der vielseitig Interessierte für das Studium der Erdwissenschaften (Geologie und Mineralogie) an der Universität Innsbruck, um sich im Anschluss an den Bachelor auf das interdisziplinäre Studium der Materialwissenschaften und Werkstofftechnik zu konzentrieren. 2017 schloss der Südtiroler mit dem Master in Material- und Nanotechnologie ab.
Foto: Martin Lugger
Ein weiterführendes Doktorat stand zunächst nicht auf dem Lebensplan des jungen Akademikers, wie er beim Gespräch im Campus Technik Lienz erzählt. Durch Zufall habe er 2018 Dr. Gerhard Leichtfried, Universitätsprofessor am Institut für Mechatronik der Universität Innsbruck, kennengelernt. „Professor Leichtfried gab mir den Hinweis, dass demnächst eine Doktoratsstelle in Zusammenarbeit zwischen der GKN Powder Metallurgy sowie dem Additive Manufacturing Team der Universität Innsbruck ausgeschrieben wird. Das Thema faszinierte mich. Aus dem Bewerbungsprozess mit vielen
Anfragen ging ich als glücklicher Gewinner hervor.“
Philipp Mair mit Univ.-Prof. Dr. Gerhard Leichtfried im Labor an der Universität Innsbruck. Foto: Privat
Die Forschung, die den jungen Wissenschaftler seit dem Vorjahr sichtlich begeistert und intensiv beschäftigt, zielt auf die Entwicklung einer neuen Aluminiumlegierung für das so genannte selektive Laserschmelzen (SLM) ab. „Dabei handelt es sich um ein additives, werkzeugloses Fertigungsverfahren für metallische Werkstoffe, für das sich als Bezeichnung auch der Begriff ,3D-Metalldruck‘ etabliert hat“, erklärt Philipp. „Beim selektiven Laserschmelzen wird das zu verarbeitende Metall in Pulverform in einer dünnen Schicht auf einer Bauplatte aufgetragen. Ein hochenergetischer Laser schmilzt das feine, pulverförmige Metall lokal auf. Anschließend erstarrt dieses, worauf ein Neuauftrag von Pulver und ein erneutes Schmelzen folgen. Schicht für Schicht wird so das Bauteil aufgebaut und der Zyklus so lange wiederholt, bis die gewünschte 3D-Geometrie entsteht.“
Foto: Martin Lugger
Ein Vorteil dieser Technologie liege, so Philipp, in der Machbarkeit von Geometrien, die in konventioneller Fertigung bislang nicht oder nur auf Basis der Zusammensetzung von Einzelteilen möglich waren. Natürlich sei das Interesse der Industrie sehr hoch. „Das Geschäft boomt. Die jährlichen Wachstumsraten liegen bei über 20 Prozent.“ So verwundert es auch nicht, dass in die Suche nach einer neuen Aluminiumlegierung auch die international tätige GKN-Gruppe, die u.a. Standorte in Südtirol und Deutschland führt, eingebunden ist. „Bei der GKN handelt es sich um einen Zulieferer von Bauteilen für die Luftfahrt und den Automobilbau“, sagt Philipp. Bis März 2019 hat sich der junge Wissenschaftler vor allem den theoretischen Grundlagen seiner Forschung gewidmet. Dafür ist er seit Juni des Vorjahres regelmäßig zwischen der Universität Innsbruck und seiner Dienststelle in Lienz gependelt. Nun hat er, wie er anmerkt, das Legierungskonzept fertig und kann in die praktische Arbeit starten.
Foto: Martin Lugger
Mit den 15 Kilogramm jenes Pulvers, das nach seinen Angaben hergestellt wird, wird er sich zukünftig am hochmodernen Labor in Innsbruck Schritt für Schritt an eine möglichst ideale Legierung herantasten. „Ich werde zunächst Linien, Wände, dann Würfel und Stangen schmelzen und diese auf ihre Oberflächenbeschaffenheit und mechanischen Eigenschaften hin analysieren. Ich hoffe, dass am Ende dieses sehr langen Prozesses das gewünschte Ergebnis steht, das Anforderungen wie einer hohen Temperaturbeständigkeit sowie einer großen Zug- und Druckfestigkeit entspricht.“
Philipp Mairs Arbeit in Lienz wird, wie er abschließend berichtet, in Zukunft durch einen 3D-Drucker erleichtert, der neu angekauft wurde und ab Mai im Campus Technik Lienz zur Verfügung steht. Den Universitätsstandort in Osttirol sieht er als eine sehr positiv besetzte Einrichtung für Forschung und Lehre. „Die Rahmenbedingungen stimmen, die Verantwortlichen hier vor Ort leisten eine tolle Arbeit. Für den Bezirk Lienz kann sich daraus ein enormer Mehrwert entwickeln!“
Text: Elisabeth Hilgartner, Fotos: Martin Lugger (4), Privat (1)
