Globale Marktgrößen- und Marktanteilsanalyse für Spark-Plasma-Sintern – Wachstumstrends und Prognosen (2024 – 2029)

Marktanalyse für Spark-Plasma-Sintern

Der Markt für Spark-Plasma-Sintern wird im Prognosezeitraum voraussichtlich eine jährliche Wachstumsrate von über 5,9 % verzeichnen. Die zunehmende Verbreitung der durch elektrischen Strom unterstützten Sintermethode als Werkzeug zur Konsolidierung verschiedener metallischer/nichtmetallischer Pulver und die zunehmende Verbreitung der feldunterstützten Sintertechnik (FAST) zur Entwicklung von Nanomaterialien sind einige der wesentlichen Wachstumstreiber für der untersuchte Markt.

• In den letzten Jahrzehnten haben Ausarbeitungstechniken, die auf hohen Stromstärken basieren, großes Interesse in der Industrie geweckt. Unter diesen Techniken hat sich das Funkenplasmasintern in den letzten Jahren als die am häufigsten eingesetzte Methode herausgestellt. Die SPS-Technik hat aufgrund der Fähigkeit zur schnellen und effizienten Verdichtung verschiedener Materialien und der Eignung der Ausrüstung zur Durchführung von Festkörpersynthesen und -synthesen in jüngster Zeit erhebliche Fortschritte in der Materialwissenschaft und Materialverarbeitung erzielt.
• SPS, auch bekannt als FAST, ist eine Hochgeschwindigkeits-Pulverkonsolidierungstechnologie, die qualitätsorientierte Produkte aus Nanomaterialien entwickelt. Die Technologie hat aufgrund ihrer Fähigkeit, nanokristalline Mikrostrukturen beizubehalten und Materialien mit interessanten funktionellen Eigenschaften zu erzeugen, große Aufmerksamkeit erregt. SPS-Systeme haben herkömmliche Methoden wie Heißpresssintern (HP), heißisostatisches Pressen (HIP) oder atmosphärische Öfen übertroffen. Unter den verschiedenen vorgeschlagenen physikalischen Mechanismen für den SPS-Prozess ist Mikrofunken/Plasma die gebräuchlichste Technik.
• In den letzten Jahren hat sich SPS zur bevorzugten Option für die Herstellung hochfester, ultrafeiner kristalliner Materialien entwickelt; Dispersionsverstärkte Materialien, thermoelektrische oder Metall-Diamant-Verbundmaterialien (oder allgemein Metall-Kohlenstoff-Verbundmaterialien) und Sputtertargets. Darüber hinaus ermöglicht das Verfahren die Einstellung von Temperaturgradienten innerhalb des Sinterkörpers während der Verdichtung. Es ermöglicht die Herstellung von Gradienten- und Schichtmaterialien mit unterschiedlichsten Eigenschaften (z. B. ZrO2/Edelstahl, Al2O3/Titan).
• Die zunehmende Akzeptanz der SPS-Methode als Werkzeug zur Konsolidierung von Pulvern wird auch durch eine Vielzahl von in den letzten Jahren veröffentlichten Arbeiten belegt. Obwohl es sich bei SPS immer noch um eine aufstrebende Technologie handelt, sind in den letzten Jahren zunehmend langsame Entwicklungen, Forschungen und Anwendungen zu beobachten, die große Aufmerksamkeit im Forschungs- und Industriesektor auf sich ziehen. Eine der häufigsten Anwendungen von SPS ist beispielsweise das Sintern von Materialien mit hohem Schmelzpunkt wie Titannitrid. Aufgrund ihrer hohen Korrosionsbeständigkeit, hohen Festigkeit und ihres relativ geringen Gewichts werden sie in der Luft- und Raumfahrtindustrie häufig für Kompressoren, Turbinen und Druckleitungen in einem Triebwerk eingesetzt. Diese Faktoren fördern ihren Einsatz im Automobil- und Verteidigungssektor.
• Zu den industriellen Anwendungen von SPS gehören Brennstoffzellenmaterialien, hochfeste und verschleißfeste Werkzeuge, Sputtertargets, Diamantverdichtung für Schleifmittel sowie die Entwicklung reiner oder gemischter Metalle, Keramiken oder Cermets, bei denen die Aufrechterhaltung einer nanometrischen und feinen Mikrostruktur erforderlich ist. Der zunehmende Einsatz innovativer Metalle, Verbundwerkstoffe in Industrie- und Konsumgütern sowie Keramik wird im Prognosezeitraum aufgrund ihrer zunehmenden Verfügbarkeit und sinkenden Herstellungskosten voraussichtlich zunehmen.
• Darüber hinaus wurden im SPS während des COVID-19-Lockdowns viele Arten von Forschungen durchgeführt, die einen positiven Einfluss auf das untersuchte Marktwachstum hatten. Beispielsweise werden IDAHO-Forscher im April 2021 der Industrie dabei helfen, Hochleistungsteile kostengünstig und langlebig herzustellen. Das Idaho National Laboratory hat fortschrittliche Fähigkeiten entwickelt, um die Industrie bei der Entwicklung effizienter SPS-Herstellungsprozesse zu unterstützen. Die jüngste Erweiterung des Labors, eine der größten Maschinen ihrer Art weltweit, ermöglicht die Herstellung neuer Materialien in industriell relevanten Maßstäben. INL entwarf und baute vier kundenspezifische SPS-Maschinen, die von der Unterstützung kleiner Experimente im Labormaßstab bis hin zu Großformat- und Hochdurchsatzsystemen im industriellen Maßstab reichen.
• Allerdings erfordert SPS im Vorfeld einen erheblichen Zeit- und Kostenaufwand. Zu den Betriebsvariablen gehören unter anderem Aufheizgeschwindigkeiten, Materialeigenschaften, Formdesign und -material, Haltetemperaturen und -zeiten, Kraftstrategien, Vakuum, atmosphärische Bedingungen, Leistungseinstellungen und Kühlbedingungen. Dies kann als hemmender Faktor für das Wachstum des Marktes wirken.