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Donnerstag, 22. Juni 2017, Ausgabe Nr. 25

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Start-up-Porträt

Extremer Thermoschock lässt Material kalt

Von Matilda Jordanova-Duda | 13. Februar 2015 | Ausgabe 07

Am Anfang war die Reise ins Weltall: Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) suchte für den Hitzeschild von Raumfahrzeugen ein Material, das einen extremen Thermoschock aushält. 17 Jahre lang entwickelte es die Faserkeramik Whipox. Eine Ausgründung soll nun den Werkstoff für irdische Anwendungen vermarkten.

BU Portrait WPX
Foto: WPX Faserkeramik

Eine Wickelanlage der WPX Faserkeramik GmbH formt aus dem neuen Material Whipox komplexe Strukturen. Geschäftsführer Mathias Kunz (li.) und Entwicklungsleiter Bernhard Kanka zeigen Beispiele.

„Die industrielle Wärmebehandlung von Metallen hat ein Marktvolumen von über 25 Mrd. € – alleine in Europa“, sagt Mathias Kunz. Ein Stück von diesem Kuchen will der Troisdorfer haben. Er ist Geschäftsführer der WPX Faserkeramik GmbH, einer Ausgründung des DLR. Die Firma beschichtet u. a. Chargiergestelle, mit denen Löffel, Zahnräder oder Autobleche durch heiße Öfen transportiert werden. Das dabei eingesetzte Material hat Kunz so sehr überzeugt, dass er sich zu den vier Wissenschaftlern gesellte, die er als Unternehmensberater auf die Ausgründung vorbereitete.

Der Werkstoff heißt Whipox (Wound Highly Porous Oxide). Die Faserkeramik übersteht nach Unternehmensangaben jähe Temperaturwechsel, ist zudem chemisch träge, elektrisch isolierend und nicht spröde. Ihre Festigkeit hat sie langen dünnen Fasern zu verdanken, die zu Tausenden in eine poröse Matrix eingebettet werden. Ergebnis sind Eigenschaften, wie man sie etwa von Holz kennt. „Man kann einen Nagel einschlagen, ohne dass das Ganze zerspringt“, sagt Kunz. Die poröse Struktur absorbiere mechanische wie auch thermische Schocks lokal. Risse dehnen sich nicht aus.

Whipox lässt sich leicht schneiden und schleifen

Fasern und Matrix bestehen beide aus Aluminiumoxid „in zwei verschiedenen Phasen“. Die kristallinen Fasern bezieht WPX vom Lieferanten, die poröse Substanz ist Firmengeheimnis. Nachdem die amorphe Matrix mit den langen Fasern infiltriert und auf einen Trägerfaden aufgebracht wurde, können CNC-gesteuert komplexe Geometrien aus dem Verbundwerkstoff gewickelt werden. Das getrocknete und gebackene Endprodukt lasse sich dann relativ einfach schneiden und schleifen.

Chargiergestelle aus Whipox sind laut Kunz allen derzeitig verfügbaren Alternativen überlegen: Anders als solche aus Metall verformen sie sich nicht bei Temperaturen über 700 °C. Sie zerbrechen nicht so leicht wie solche aus Keramik. Und sie kontaminieren nicht die Metallgüter mit Kohlenstoff wie solche aus Graphit oder Kohlefaser. Und da die Gestelle sich selbst kaum erhitzten, sei weniger Energie notwendig, um hohe Temperaturen im Ofen zu erreichen.

Im Einsatz ist die neue Keramik ebenfalls als ultradünne Auskleidung von Industrieöfen. Die Folie verhindert, dass zerbröseltes Dämmmaterial ins Gut fällt und einbrennt. Auch die Brennerdüsen für gasbeheizte Öfen können aus Whipox sein: Nach Herstellerangaben halten sie mechanischen Belastungen und Gasverpuffungen viel besser stand als herkömmliche Keramiken. Folglich müssten sie seltener ausgetauscht werden. Der allererste Kunde des jungen Unternehmens hatte eine Glühstrecke in der Drahtherstellung mit Whipox ausgekleidet.

„Wir sind immer wieder überrascht, auf welche Ideen die Firmen kommen, wenn wir das Material auf Messen und Konferenzen vorstellen“, sagt Kunz. Mittlerweise setzten 20 bis 25 Autozulieferer, Anlagen- und Maschinenbauer und Wärmebehandler Whipox in ihrer Serienproduktion oder testweise ein. Erste Anwendungen bahnen sich auch in der chemischen Industrie an. Gute Einsatzchancen sieht Kunz nicht zuletzt im Automobilbau, etwa dort, wo sich Bauteile im heißen Abgasstrang befinden.

Als die ersten Kunden 2013 positive Signale sendeten, suchte das Start-up nach Geld. Bis dahin hatten die Wissenschaftler jahrelang ihr Produkt in der Freizeit zur technologischen Reife weiterentwickelt und es bei potenziellen Interessenten beworben. „Zum Glück durften wir die DLR-Infrastruktur mitnutzen“, so Kunz.

Mit einer Seedfinanzierung vom Hightech-Gründerfonds konnten die ersten Mitarbeiter eingestellt werden. Einen siebenstelligen Betrag brachte die nächste Runde im Januar ein. Diesmal beteiligte sich die österreichische Holding Constantia Industries. Der Investor unterstützt mit Kontakten, Engineering, PR-Arbeit sowie Controlling- und Reportingtools, damit aus dem wissenschaftlich geprägten ein wirtschaftlich arbeitender Betrieb wird.

„Der Werkstoff hat ein Potenzial wie CFC“

WPX hat nun Öfen, eine Wickelanlage und bald neun Mitarbeiter. Die Troisdorfer können Kleinserien von Bauteilen selbst produzieren, sehen sich aber mehr als Halbzeug-Lieferant. „Die Bearbeitung ist nicht unsere Kompetenz. Das geht durch Kooperation viel schneller und einfacher“, so Kunz.

„Der Auftragsbestand ist jetzt schon höher als der sechsstellige Umsatz 2014“, so Kunz. Er ist zuversichtlich, bald schwarze Zahlen zu schreiben. Der Firmenchef hat jüngst eine weitere Halle gemietet.

Aktuell stehen die Zertifizierung als Industrie-Lieferant und der Ausbau des Vertriebs an. WPX liefert in europäische Länder und in die USA. Hauptmarkt ist aber Deutschland, weil die hiesige Autoindustrie führend und auf der Suche nach innovativen Materialien sei. Vorbild ist der Kohlefaser-Verbundwerkstoff CFC, der vor gut 20 Jahren auf den Markt kam. „Genau dieses Potenzial hat unser Werkstoff auch“, so Kunz.

 

http://www.wpx-faserkeramik.de

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