Am 29. Januar fiel in Pfronten offiziell der Startschuss für das im Dezember 2025 angelaufene BMFTR Projekt „SuperBornitrid“. Zur Hausausstellung des industriellen Projektpartners DMG Mori trafen sich die beteiligten Partner vor der leicht vernebelten, winterlichen Kulisse der Allgäuer Alpen zum gemeinsamen Kennenlernen und für die ersten inhaltlichen Weichenstellungen. Mit dabei: Professor Steffen Weißmantel und Falko Jahn vom Laserinstitut Hochschule Mittweida (LHM).
Fokus Forschung: Kickoff im Schnee: „SuperBornitrid“-Projekt gestartet
Fokus Forschung: Kickoff im Schnee: „SuperBornitrid“-Projekt gestartet
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Neues Forschungsprojekt zur industriellen Anwendung von superharten Werkzeugbeschichtungen gestartet
Das neue Projekt knüpft an eine Reihe vielversprechender Forschungsergebnisse an, die bereits 2025 auf der ICMCTF (International Conference on Metallurgical Coatings and Thin Films ) in San Diego sowie bei der 14. Mittweidaer Lasertagung präsentiert wurden. Die neuen Ansätze zur Entspannung von Schichten aus kubischem Bornitrid sorgten für besonderes Interesse in der Fachwelt. Daraufhin folgte ein mehrstufiges Verfahren zur Bewerbung auf die neue Förderlinie „HAW-ForschungsPraxis“ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (jetzt Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt), bei der sich der Vorschlag der Forschungsgruppe um Prof. Weißmantel zunächst hochschulintern behaupten musste. Anschließend setzte sich die Projektskizze gegen mehr als 300 Einreichungen durch – nur 45 davon erhielten am Ende eine Förderzusage.
In den kommenden drei Jahren bis November 2028 widmet sich das Projekt einem klaren Ziel: superharte Schichten und Schichtsysteme auf Basis von kubischem Bornitrid (c BN) industriell nutzbar zu machen. Bornitrid besitzt – je nach Struktur – Eigenschaften, die stark an Kohlenstoff erinnern: Während das hexagonale h BN eher weich ist wie Graphit, zählt c BN zu den härtesten Materialien überhaupt und gilt als vielversprechender Kandidat für langlebige Verschleißschutzschichten. Im Gegensatz zu Diamant (und allen anderen Formen diamantartiger Kohlenstoffschichten) kann c BN sogar gegenüber eisenhaltigen Werkstoffen (z.B. Stahl) eingesetzt werden – ein entscheidender Vorteil für die Industrie.
Bislang scheiterte die breite Anwendung jedoch an technisch anspruchsvollen Beschichtungsprozessen und extrem hohen Eigenspannungen der Schichten. Genau hier setzt „SuperBornitrid“ an: Neue Laserverfahren zur Schichtentspannung sollen künftig deutlich größere Schichtdicken bis etwa 2 µm ermöglichen – ein Meilenstein für den praktischen Einsatz.
Die Forschungsgruppe von Prof. Weißmantel wird am LHM für die Abscheidung und Entspannung der Schichten auf Testsubstraten und später auch auf Werkzeugen, wie z.B. Bohrern oder Fräsern, verantwortlich sein. An der Hochschule Schmalkalden als zweiter beteiligter Hochschule werden die so erzeugten Schichten und Schichtsysteme in der Arbeitsgruppe von Frau Prof. Dr. Annett Dorner-Reisel umfassend hinsichtlich ihrer tribologischen Eigenschaften (Reibungskoeffizient, Verschleißrate usw.) und ihrer Korrosionsbeständigkeit charakterisiert.
Als weitere Projektpartner konnten darüber hinaus die Firmen Creavac AG aus Dresden und DMG Mori Deutschland GmbH aus Pfronten gewonnen werden. Die Creavac AG soll dabei mit ihren Kompetenzen im Bau von PLD- und anderen Vakuumbeschichtungsanlagen die Prozessführung und -stabilität verbessern helfen. Die DMG Mori Deutschland GmbH wird als einer der weltweit führenden Hersteller hochpräziser Werkzeugmaschinen (u.a. Drehen, Fräsen, Bohren) für Praxistests superhart beschichteter Werkzeuge verantwortlich sein.
Exemplarisch für die Hochschule Mittweida steht das Projekt „SuperBornitrid“ damit für den erfolgreichen Transfer innovativer Hochschulforschung in zukunftsweisende industrielle Anwendungen.
Text: Falko Jahn
Foto: Thomas Zaumseil