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Eintrag

Kategorie:
Test- & Demonstrationsanlagen

Art des Gerätes:
Field Assisted Sintering Technology (FAST)/Spark Plasma Sintering (SPS)

Bezeichnung der übergeordneten Forschungsinfrastruktur (optional):
Institut für Werkstoffanwendungen im Maschinenbau

Zusätzliche Methoden und Synergien mit anderen Geräten (optional):

Identifikationsnummer (optional):
iwm-10

Kurze Beschreibung des Gerätes (maximal 5000 Zeichen):
EN: The system is a Spark Plasma Sintering (SPS), also known as Field Assisted Sintering Technology (FAST), unit manufactured by FCT Systeme GmbH, designed for rapid densification of powder-based materials. The process utilizes pulsed direct current passing through the tooling and sample, enabling rapid resistive heating combined with applied mechanical pressure. This results in very high heating rates, short cycle times (on the order of minutes), and precise thermal control, effectively suppressing grain growth and enhancing material performance. The system operates with a maximum pressing force of 5–250 kN and accommodates samples up to 80 mm in diameter. It covers a temperature range from room temperature up to 2400 °C, making it suitable for high-temperature materials processing. The heating rate ranges from 5 to 400 K/min, with SPS/FAST conditions enabling rates up to approximately 1000 K/min. The process atmosphere can be controlled between 0 and 1000 mbar using inert gases such as argon or nitrogen. The pulsed current parameters are highly flexible, including pulse duration (0–255 ms), pause duration (0–255 ms), number of pulses (1–255), and additional pause time (0–255 ms), allowing precise tailoring to specific material systems. The system is primarily used for the rapid densification of powder materials, including metals, ceramics, and composites. It is particularly advantageous for high-melting-point metals (e.g., tungsten, molybdenum) and their composites, enabling high densification at reduced temperatures and shorter processing times. Furthermore, it is well suited for the development of functionally graded materials, nanostructured materials, and advanced engineering components. DE: Bei der Anlage handelt es sich um eine Spark Plasma Sinteranlage (SPS), auch bekannt als Field Assisted Sintering Technology (FAST), der Firma FCT Systeme GmbH, die für die schnelle Verdichtung pulverbasierter Werkstoffe entwickelt wurde. Das Verfahren basiert auf dem direkten Durchleiten eines gepulsten Gleichstroms durch Werkzeug und Bauteil, wodurch eine schnelle Widerstandserwärmung in Kombination mit mechanischem Druck erfolgt. Dies ermöglicht sehr hohe Aufheizraten, kurze Zykluszeiten (im Minutenbereich) sowie eine präzise Temperaturführung, wodurch das Kornwachstum effektiv unterdrückt und die Materialeigenschaften verbessert werden. Die Anlage arbeitet mit einer maximalen Presskraft von 5–250 kN und erlaubt die Verarbeitung von Proben mit einem maximalen Durchmesser von Ø 80 mm. Der Temperaturbereich reicht von Raumtemperatur bis 2400 °C und ist damit für Hochtemperaturwerkstoffe geeignet. Die Aufheizrate liegt zwischen 5 und 400 K/min, wobei im SPS-/FAST-Betrieb Aufheizraten von bis zu etwa 1000 K/min erreicht werden können. Die Prozessatmosphäre kann im Bereich von 0–1000 mbar unter Verwendung von Argon oder Stickstoff geregelt werden. Die Pulsparameter sind flexibel einstellbar, einschließlich Pulsdauer (0–255 ms), Pausendauer (0–255 ms), Anzahl der Pulse (1–255) sowie zusätzlicher Pausenzeit (0–255 ms), wodurch eine materialspezifische Prozessführung ermöglicht wird. Die Anlage dient primär der schnellen Verdichtung von Pulverwerkstoffen und ist für Metalle, Keramiken sowie Verbundwerkstoffe geeignet. Besonders vorteilhaft ist ihr Einsatz bei hochschmelzenden Metallen (z. B. Wolfram, Molybdän) und deren Verbundsystemen, da hohe Dichten bei reduzierten Temperaturen und verkürzten Prozesszeiten erreicht werden können. Darüber hinaus eignet sich die Anlage für die Herstellung von funktional graduierten Werkstoffen, Nanomaterialien sowie modernen Hochleistungswerkstoffen.

Hersteller:
Firma FCT Systeme GmbH

Jahr des Erwerbs (optional):

Modell:
-

Notwendige / einschränkende Rahmenbedingungen für den Einsatz (optional):

Nutzergruppen:
Internals and externals

Art der Nutzung:
Service (intern and extern)

Fakultät:

• Faculty 4 – Mechanical Engineering

Fachgruppe / Lehreinheit (optional):

Institutskennziffer (IKZ):
418110

Website (optional)

Adresse (optional):

Ansprechpartner*in:
Anke Kaletsch

E-Mailadresse (optional):
services@iwm.rwth-aachen.de