Invar 36 im Fokus

Invar 36, in der Branche auch als Nilo 36 bekannt, ist eine Nickel-Eisen-Superlegierung mit einem niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten. Mit einem Nickelanteil von 36% behält sie über einen breiten Temperaturbereich nahezu konstante Abmessungen sowie eine gute Festigkeit und Härte bei. Invar wurde 1896 vom Schweizer Physiker Charles Edouard Guillaume als kostengünstige Alternative zu einem Metermaß entwickelt, das zuvor aus Platin und Iridium gefertigt worden war. Guillaumes Arbeit führte zur Entdeckung einer vergleichsweise preiswerten Eisen-Nickel-Legierung – eines stahlähnlichen Werkstoffs, der sich bei Erwärmung nur sehr wenig ausdehnt. Er nannte die Legierung Invar, weil sie nahezu unveränderlich beziehungsweise „invariabel" 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 die langfristige Maßstabilität erforderte. Die Ingenieure von Signicast stellten sich dieser Herausforderung: Sie gossen Invar 36 nicht nur erfolgreich, sondern übertrafen die Erwartungen des Kunden deutlich – und sparten ihm dabei Geld.

Warum benötigte unser Kunde Invar 36? Schon die geringste Änderung der Abmessungen oder Form des Bauteils konnte das Endprodukt beeinflussen – obwohl es sich bereits in einem temperaturgeregelten Raum befand. Bereits wenige Grad konnten die Funktion des Teils verändern. Der Kunde wusste, dass ein Werkstoff wie Invar 36 erforderlich war, doch die Bearbeitung aus Vollmaterial war kostspielig.

Wie konnte Signicast helfen? Wir hatten zuvor noch nicht mit Invar 36 gearbeitet, doch es gab bisher keine Herausforderung, die unsere Ingenieure nicht zumindest zu bewältigen versuchten. Durch Recherchen und Tests entwickelten wir einen Gusswerkstoff, der mindestens ebenso gut wie Knetmaterial abschnitt, und konnten das Bauteil erfolgreich endkonturnah gießen. Da das Bauteil nicht mehr bearbeitet werden musste, konnten wir die Kosten für das fertige Teil senken. Tatsächlich lagen diese sogar unter dem Preis des ursprünglichen Metallblocks – noch vor der Bearbeitung.

Das Ergebnis? Ein sehr zufriedener Kunde, der zehnfach sparen konnte, und ein neuer Werkstoff in unserem Angebot.

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

Wer sollte Invar 36 einsetzen?

Kunden mit strengen Temperaturvorgaben profitieren voraussichtlich von den Vorteilen von Invar 36. Leider ist vielen Unternehmen, die derzeit Bauteile aus Vollmaterial zerspanen, nicht bewusst, dass endkonturnahes Gießen überhaupt eine Option ist. Heute wird Invar 36 unter anderem häufig für Messvorrichtungen, präzisionsmechanische Systeme, Laserkomponenten, Thermostatstäbe, Meterstäbe und Komponenten zum Transport verflüssigter Gase eingesetzt.

Invar in industriellen Anwendungen

Invar kann in zahlreichen Anwendungen der Luftfahrt, der Medizintechnik und der Unterhaltungselektronik eingesetzt werden. Besonders in Technologien der Automobilindustrie beginnen Superlegierungen mit niedrigem Wärmeausdehnungskoeffizienten jedoch, andere Metalle zu übertreffen. Mit der zunehmenden Verbreitung autonomer Fahrzeuge werden Sensoren, Radarsysteme und Kameras immer fortschrittlicher und für die Fahrzeugfunktion immer wichtiger. LiDAR, die Abkürzung für Light Detection and Ranging, nutzt 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. So wird die Entfernung zu umgebenden Objekten bestimmt. Eine Legierung mit nahezu konstanten Abmessungen und langfristiger Maßstabilität wie Invar 36 ist für solch komplexe Geräte äußerst wichtig. Auch alternative Legierungen mit niedrigem Wärmeausdehnungskoeffizienten wie Kovar sind geeignete Optionen für das Gießen von LiDAR-Sensoren. Feinguss ist im Vergleich zur Bearbeitung von LiDAR-Teilen aus Vollmaterial eine kosteneffiziente Lösung.

Welche Vorteile bietet Invar 36?

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