Invar 36 im Fokus

Invar 36, in der Branche auch als Nilo 36 bekannt, ist eine Nickel-Eisen-Superlegierung, die für ihren niedrigen Koeffizienten der thermischen Ausdehnung bekannt ist. Mit einem Nickelanteil von 36% behält sie über einen großen Temperaturbereich nahezu konstante Abmessungen sowie eine gute Festigkeit und Härte bei. Invar wurde 1896 vom Schweizer Physiker Charles Edouard Guillaume erfunden und als kostengünstige Alternative zu einem Meterstandard entwickelt, der zuvor aus Platin und Iridium gefertigt wurde. Guillaumes Arbeit führte zur Entdeckung einer relativ preiswerten Eisen-Nickel-Legierung – eines stahlähnlichen Werkstoffs –, der sich bei Erwärmung nur geringfügig ausdehnt. Er nannte die Legierung Invar, weil sie nahezu unveränderlich oder „invariant" war.

Erfolg mit Invar 36

Einer unserer Kunden wandte sich gezielt an uns, um INVAR 36 für ein Bauteil einzusetzen, das die für diese Legierung bekannten nahezu konstanten Abmessungen und langfristige Maßstabilität erforderte. Die Ingenieure von Signicast stellten sich dieser Herausforderung und konnten Invar 36 nicht nur erfolgreich gießen, sondern die Erwartungen des Kunden vollständig übertreffen – und dabei Kosten sparen.

Warum benötigte unser Kunde Invar 36? Die geringste Änderung der Abmessungen oder Form seines Bauteils hätte sein Endprodukt beeinträchtigen können – obwohl es sich bereits in einem temperaturgeregelten Raum befand. Bereits wenige Grad konnten die Funktion des Teils verändern. Der Kunde wusste, dass er mit einem Werkstoff wie Invar 36 arbeiten musste, doch die Zerspanung aus Vollmaterial war kostspielig.

Wie konnte Signicast helfen? Wir hatten zuvor noch nicht mit Invar 36 gearbeitet, doch es gab noch keine Herausforderung, die unsere Ingenieure nicht zumindest zu bewältigen versuchten. Durch Recherche und Tests entwickelten wir einen Gusswerkstoff, der ebenso gut oder besser als Knetmaterial abschnitt, und konnten endkonturnah erfolgreich gießen. Da das Teil nicht zerspant werden musste, konnten wir nicht nur die Kosten des fertigen Bauteils senken, sondern unsere Kosten für das fertige Bauteil lagen sogar unter den Kosten des ursprünglichen Metallblocks – noch vor der Zerspanung.

Das Ergebnis? Ein sehr zufriedener Kunde, der das Zehnfache sparte, sowie ein neuer Werkstoff in unserem Angebot.  

Invar 36 behält bei Temperaturen unter -150 Grad Celsius bis 260 Grad Celsius nahezu konstante Abmessungen bei.

Wer sollte Invar 36 verwenden?

Kunden mit strengen Temperaturvorgaben werden wahrscheinlich die Vorteile von Invar 36 erkennen. Leider ist vielen Unternehmen, die derzeit aus Vollmaterial zerspanen, nicht bewusst, dass endkonturnahes Gießen überhaupt eine Option ist. In der heutigen Welt wird Invar 36 häufig in Messgeräten, präzisionsmechanischen Systemen, Laserkomponenten, Thermostatstangen, Zählern und Komponenten zum Transport verflüssigter Gase eingesetzt – um nur einige Beispiele zu nennen.

Industrielle Anwendungen von Invar

Invar kann für eine Vielzahl von Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt, der Medizintechnik und der Unterhaltungselektronik eingesetzt werden. Besonders bei Technologien in der Automobilindustrie beginnen Superlegierungen mit niedrigem CTE jedoch, andere Metalle deutlich zu übertreffen. Mit der zunehmenden Verbreitung autonomer Fahrzeuge werden Sensoren, Radare und Kameras immer fortschrittlicher und für die Fahrzeugfunktion immer wichtiger. LiDAR, ein Akronym für Light Detection and Ranging, verwendet Lichtwellen eines Lasers, um zu berechnen, wie lange das Licht benötigt, um auf ein Objekt oder eine Oberfläche zu treffen und zum Scanner zurückreflektiert zu werden – und damit die Entfernung zu umgebenden Objekten zu bestimmen. Eine Legierung mit nahezu konstanten Abmessungen und langfristiger Maßstabilität wie Invar 36 ist für solche komplexen Geräte äußerst wichtig. Alternative Legierungen wie Kovar mit niedrigem CTE sind ebenfalls geeignete Optionen für den Guss von LiDAR-Sensoren. Feinguss ist im Vergleich zur Zerspanung von LiDAR-Teilen aus Vollmaterial eine kosteneffiziente Lösung.

Welche Vorteile bietet Invar 36? 

Der offensichtlichste Vorteil von Invar 36 ist die Fähigkeit, Abmessungen bei kryogenen Temperaturen beizubehalten. Darüber hinaus ähnelt Invar 36 in Aussehen und Haptik Stahl. Es bietet außerdem eine hervorragende Schweißbarkeit und Zerspanbarkeit. Invar kann auch mit kundenspezifischen chemischen Zusammensetzungen hergestellt werden, um die Anforderungen der Kunden an Festigkeit und Härte besser zu erfüllen.