In der Entwicklung der Aluminiumverarbeitungsindustrie spielte die Kornfeinungstechnologie stets eine zentrale Rolle für Produktqualität und Produktionseffizienz. Seit der Einführung der Tp-1-Kornfeinungsmethode im Jahr 1987 war die Branche mit anhaltenden Herausforderungen konfrontiert – insbesondere mit der Instabilität von Al-Ti-B-Kornfeinungssystemen und den hohen Zugaberaten, die zur Aufrechterhaltung der Verfeinerungsleistung erforderlich sind. Erst 2007 veränderte eine im Labor initiierte technologische Revolution die Entwicklung der Aluminiumgussverfahren grundlegend.
Mit seinem bahnbrechenden Optifine Superkorn-Refiner hat MQP einen Quantensprung in der Veredelungseffizienz erzielt. Mit dem innovativen Konzept „Weniger ist mehr“ eröffnete MQP globalen Aluminiumherstellern neue Wege zur Kostensenkung und Effizienzsteigerung. Dieser Artikel befasst sich eingehend mit der technologischen Entwicklung, den wissenschaftlichen Prinzipien, den praktischen Anwendungen und den Zukunftsaussichten des revolutionären Produkts von MQP und zeigt, wie es Industriestandards neu definiert hat.
I. Technologischer Durchbruch: Von den Einschränkungen von Opticast bis zur Geburt des Super Refiner
Jeder bedeutende wissenschaftliche Durchbruch beginnt mit einer kritischen Neubewertung herkömmlicher Erkenntnisse. Im Jahr 2007 wurde Dr. Rein Vainik, der auf ein Jahrzehnt Arbeit mit der Opticast-Prozessoptimierungstechnologie zur Kornverfeinerung zurückblickte, mit einer harten Realität konfrontiert: Trotz seiner vielversprechenden Ergebnisse konnte das Verfahren das anhaltende Problem der instabilen Verfeinerung bei niedrigen Zugabemengen von Al-Ti-B-Kornverfeinerern nicht lösen.
Opticast basierte auf einer scheinbar perfekten Logik: Die Zugabemengen des Kornfeinungsmittels wurden je nach Legierungsart und Schrottgehalt angepasst, um eine präzise Niedrigdosierung zu erreichen. Anwenderfeedback zeigte jedoch immer wieder, dass niedrige Zugabemengen von Al-Ti-B nur für kurze Zeit vertretbar waren. Nach einem Drahtspulenwechsel kam es rasch zu einer Kornvergröberung. Diese Diskrepanz zwang Dr. Vainik, sich erneut mit dem Kernproblem zu befassen. Der vorherrschende Ansatz konzentrierte sich ausschließlich auf die Variablen der Legierungselemente und vernachlässigte die Variabilität der intrinsischen Verfeinerungsleistung des Kornfeinungsmittels. In Wirklichkeit machte die fehlende Quantifizierung beider Variablen die sogenannte „Präzisionskontrolle“ zu nichts weiter als einer Laborillusion.
Dieser Paradigmenwechsel legte den Grundstein für die Erfindung des Superkornverfeinerers. Dr. Vainik verlagerte den Fokus von der Aluminiumlegierung auf den Al-Ti-B-Kornverfeinerer selbst und führte Kornverfeinerungskurventests an 16 verschiedenen Chargen von 5Ti1B-Produkten anhand des standardisierten Testprotokolls von Opticast durch. Bei identischer chemischer Zusammensetzung und Abkühlung unterschied sich lediglich die Charge. Die Ergebnisse waren schockierend – selbst Chargen desselben Herstellers und derselben Qualität wiesen enorme Unterschiede in der Verfeinerungsleistung auf. Die Daten deckten einen lange übersehenen Schwachpunkt der Branche auf: Die seit 1987 verwendete Tp-1-Methode konnte die tatsächliche Verfeinerungsleistung von Al-Ti-B-Produkten nicht quantifizieren.
Etwa zur gleichen Zeit übernahm MQP Opticast AB. Gründer John Courtenay erkannte den dringenden Bedarf des Marktes und schlug eine bahnbrechende Idee vor: Opticasts Optimierungsansatz sollte mit einem Kornverfeinerer mit „maximaler Verfeinerungskapazität“ kombiniert werden. Der Schwerpunkt sollte sich von der Kontrolle der Zugaberaten auf die Verbesserung der Verfeinerungseffizienz verlagern und so die eigentlichen Herausforderungen der Branche angehen. Diese Neuausrichtung führte zu einer Neudefinition dessen, was einen „Hochleistungs-Kornverfeinerer“ ausmacht. MQP nannte ihn Optifine Super Grain Refiner und veröffentlichte seine offizielle Definition in Light Metals Edited by TMS 2008 – ein Kornverfeinerer mit höchstem Keimbildungspotenzial.
Das Jahr 2007 gilt heute allgemein als Geburtsjahr des Superkornverfeinerers. Es markierte einen Wendepunkt, als die Branche erkannte: Der Schlüssel zur Kornverfeinerung liegt nicht darin, wie viel Korn hinzugefügt wird, sondern wie stark der Verfeinerer ist. Mit dieser Neukonzeption – vom Variabilitätsbewusstsein zur Produktdefinition – läutete MQP eine neue Ära hocheffizienter Produktion in der Aluminiumverarbeitung ein.
Die Kurve der Kornverfeinerungsfähigkeit von gewöhnlichem Aluminium-Titan-Bor zeigt die dramatischen Schwankungen der Kornverfeinerungsfähigkeit von Aluminium-Titan-Bor.
Die Veredelungsfähigkeitskurven Nr. 1–8 zeigen den enormen Unterschied in der Veredelungsfähigkeit von 8 Produktchargen desselben Herstellers.
OF-1 und OF-2 sind die Raffinationsfähigkeitskurven von Optifine Super Aluminium Titanium Bor, die zeigen, dass das Produkt über eine effiziente und stabile Raffinationsfähigkeit verfügt.
II. Wissenschaftliche Grundlage: Differenzierung auf atomarer Ebene
Nachhaltige Innovation erfordert ein tiefes Verständnis der zugrunde liegenden wissenschaftlichen Prinzipien. Der dramatische Leistungssprung des Optifine Superkornverfeinerers beruht auf der Aufklärung der Kornkeimbildungsmechanismen auf atomarer Ebene. Im Jahr 2021 führten MQP und die Brunel University London gemeinsam das Forschungsprojekt „Der Keimbildungsmechanismus von α-Aluminium auf TiB₂-Oberflächen“ durch und lieferten damit schlüssige wissenschaftliche Beweise für die überlegene Leistung des Superkornverfeinerers.
Mithilfe hochauflösender Transmissionselektronenmikroskopie (HR-TEM) machte das Forschungsteam eine bahnbrechende Entdeckung auf atomarer Ebene: das Vorhandensein atomarer TiAl₃-Schichten auf der Oberfläche von TiB₂-Partikeln. Dieser mikrostrukturelle Unterschied enthüllte das grundlegende Geheimnis hinter den Unterschieden in der Veredelungseffizienz. Beim Vergleich zweier Proben – eine mit einer relativen Veredelungseffizienz von 50 % und die andere mit 123 % – zeigte sich, dass 7 von 8 TiB₂-Partikeln in der hocheffizienten Probe eine 2DC-Ti₃Al-Grenzflächenschicht besaßen, während dies in der niedrigeffizienten Probe nur bei 1 von 6 der Fall war.
Diese Erkenntnis widerlegte die traditionelle Branchenmeinung, dass TiB₂-Partikel allein den Kern der Kornkeimbildung bilden. Die Forschung von MQP ergab vielmehr, dass Qualität und Quantität der Grenzflächenschichten die wahren Determinanten der Keimbildungswahrscheinlichkeit sind. Hochleistungs-Superkornverfeinerer weisen im Vergleich zu Standard-Al-Ti-B-Produkten eine deutlich höhere atomare Ordnung und Integrität ihrer TiB₂-Partikel auf. Dieser mikrostrukturelle Vorteil überträgt sich direkt auf die makroskopische Leistung – gleichmäßigere und feinere Körner bei gleicher Zugaberate, was zu einer höheren Produktqualität führt.
Um diese Unterschiede zu quantifizieren, hat MQP ein patentiertes Testverfahren für die relative Veredelungseffizienz (RRE) entwickelt, die in Prozent ausgedrückt wird. Sie wird berechnet, indem die Anzahl der pro ppm B pro mm³ der Testprobe gebildeten Körner mit einer Standardreferenz verglichen wird. Übersteigt die RRE 85 %, wird das Produkt als Optifine Super Al-Ti-B-Produkt klassifiziert. Dieser quantitative Benchmark bietet nicht nur eine wissenschaftliche Grundlage für die Leistungsbewertung, sondern ermöglicht Herstellern auch fundierte Entscheidungen auf Basis der tatsächlichen Veredelungsleistung.
Von der Entdeckung auf atomarer Ebene bis hin zu quantitativen Messgrößen hat MQP eine solide wissenschaftliche Grundlage für den Superkornverfeinerer geschaffen. Jedes Upgrade der Optifine-Serie basiert auf definierten atomaren Mechanismen und nicht auf empirischen Vermutungen.
AA6060-Legierungsstruktur mit Optifine-Kornverfeinerer behandelt. Zugaberate beträgt 0,16 kg/t, ASTM = 2,4
Die Menge des Kornverfeinerers Optifine (dunkelblau) im Vergleich zum herkömmlichen Kornverfeinerer TiBAI (hellblau), die für eine Aluminiumlegierung erforderlich ist.
III. Produktiteration: Entwicklung hin zur Spitzenleistung
Die Vitalität jeder Technologie liegt in kontinuierlicher Innovation. Seit ihrer Einführung hat MQP seine starken F&E-Kapazitäten genutzt, um die Optifine-Produktlinie schrittweise zu verbessern und dabei sowohl in puncto Effizienz als auch Stabilität neue Maßstäbe zu setzen. Vom ursprünglichen Optifine31 100 über Optifine51 100 bis hin zum Hochleistungsmodell Optifine51 125 hat jede Generation signifikante Steigerungen des RRE erzielt, was sich direkt in reduzierten Zugaberaten niederschlägt – ganz im Sinne der MQP-Philosophie „Qualität vor Quantität“.
Die erste Version, Optifine31 100, zeigte sofort ihr bahnbrechendes Potenzial. Mit RRE-Werten, die herkömmliche Produkte deutlich übertrafen, blieb die Kornverfeinerung erhalten, während die Zugabemengen im Vergleich zum Branchendurchschnitt um über 50 % reduziert wurden. Dieser Erfolg bestätigte das Konzept des Super-Kornverfeinerers und legte den Grundstein für zukünftige Verbesserungen.
Als die Nachfrage der Industrie stieg, führte MQP Optifine51 100 ein, das die Gleichmäßigkeit der TiB₂-Partikelverteilung verbesserte und gleichzeitig die Stabilität beibehielt. Es lieferte einen um etwa 20 % höheren RRE als das Original und ermöglichte so eine weitere Reduzierung der Zugabemengen um 15–20 % – ideal für die Luft- und Raumfahrt sowie hochwertige Baumaterialien, bei denen Qualität und Konsistenz entscheidend sind.
An der Spitze der aktuellen Produktpalette steht Optifine51 125 mit einem RRE von 125 %. Dies ist auf eine deutlich höhere Bildungsrate der 2DC Ti₃Al-Grenzschicht auf TiB₂-Partikeln zurückzuführen. Experimentelle Daten bestätigen, dass die Keimbildungswahrscheinlichkeit dieses Produkts zwei- bis dreimal höher ist als bei herkömmlichen Alternativen, wodurch die Leistung auch in komplexen Legierungssystemen oder Schmelzen mit hohem Recyclinganteil stabil bleibt. Für Hersteller hochwertiger Aluminiumprodukte senkt Optifine51 125 die Raffineriekosten um über 70 % und reduziert den durch grobe Körner verursachten Ausschuss drastisch.
Im Jahr 2025 kündigte MQP seinen Produktplan Optifine502 Clean an und weitete damit seine Innovationskraft auf neue Nischen aus. Diese Variante zielt auf Oberflächendefekte ab und kontrolliert die TiB₂-Partikelmenge präzise, um die Partikelagglomeration zu minimieren und gleichzeitig die Veredelungseffizienz zu erhalten. Sie ist für Anwendungen wie ultraglatte Aluminiumfolien und hochglanzpolierte Platten geeignet und löst damit eine weitere langjährige Herausforderung der Branche.
Von der Effizienzsteigerung bis zur Optimierung der Oberflächenqualität folgt die Produktentwicklung von MQP eindeutig einer Kernlogik: wissenschaftsbasierte, kundenorientierte Innovation, die die gesamte Wertschöpfungskette der Aluminiumverarbeitung neu gestaltet.
IV. Globale Validierung: Von der frühen Einführung zum Industriestandard
Der Wert einer neuen Technologie zeigt sich letztlich in ihrer breiten Akzeptanz. Als das südafrikanische Unternehmen Hulamin 2008 als erstes Unternehmen den Optifine Super Grain Refiner testete, ahnten nur wenige, welche Bedeutung diese Entscheidung haben würde. Mit dem Einsatz bei der Produktion von AA1050-Legierungen erzielte Hulamin beeindruckende Ergebnisse: Die Refiner-Zugabe konnte von 0,67 kg/Tonne auf 0,2 kg/Tonne reduziert werden – eine Einsparung von 70 %. Dies senkte nicht nur die Kosten, sondern bestätigte auch die Zuverlässigkeit des Produkts in der Praxis.
Der Erfolg von Hulamin öffnete den globalen Markt für Optifine. Führende Aluminiumhersteller folgten bald. Sapa (später von Hydro übernommen) führte Optifine in seinen europäischen Werken ein und reduzierte den Raffinerieverbrauch bei mehreren Legierungen um durchschnittlich 65 %. Aleris (jetzt Novelis) setzte es in der Automobilblechproduktion ein, verbesserte die mechanischen Eigenschaften und reduzierte gleichzeitig den Stanzausschuss. Alcoa integrierte es in die Produktion von Aluminium in Luft- und Raumfahrtqualität und erreichte durch die Kombination von Optifine und Opticast eine präzise Kontrolle der Zusammensetzung.
MQP kam 2018 in den chinesischen Markt und konnte sich dort schnell im High-End-Aluminiumsektor etablieren. Als weltweit größter Aluminiumproduzent und -verbraucher muss China dringend Kosten senken und die Qualität steigern. Die Einführung von Optifine passte perfekt zur Umstellung des Landes auf die High-End-Fertigung.
Ein prominentes Beispiel ist ein chinesischer Aluminiumfolienhersteller, der Präzisionsfolien herstellt. Bei herkömmlichen Raffinerien kam es aufgrund von Chargenschwankungen zu Problemen wie Nadellöchern und Folienrissen. Nach der Umstellung auf Optifine51 100 sank die Zugabemenge von 0,5 kg/Tonne auf 0,15 kg/Tonne, und die Nadellochdefekte gingen um 80 % zurück. Das Unternehmen schätzt die jährlichen Einsparungen durch weniger Ausschuss und niedrigere Raffinerienkosten auf über 20 Millionen RMB.
Im Bereich Architekturprofile setzte ein großer chinesischer Hersteller Optifine ein, um die durch grobe Körner verursachte schlechte Beschichtungshaftung zu beheben. Die durchschnittliche Korngröße wurde von 150 μm auf unter 50 μm reduziert, wodurch die Beschichtungshaftung um 30 % und die Produktausbeute von 85 % auf 98 % gesteigert wurde. Mit einer Kostenersparnis von 120 RMB pro Tonne spart das Unternehmen bei einer Produktion von 100.000 Tonnen jährlich über 12 Millionen RMB.
Diese globalen Fallstudien unterstreichen eine Schlussfolgerung: Der Super-Korn-Refiner von MQP ist mehr als eine Laborinnovation – er ist eine ausgereifte Industrielösung, die sich auf allen Kontinenten bewährt hat. Von Südafrika bis Europa, von Nordamerika bis China hat sich die Optifine-Serie zu einem festen Bestandteil von Branchenriesen wie Sapa, Novelis und Hydro entwickelt und einen neuen Standard gesetzt: Der Fokus liegt auf der Effizienz der Veredelung, nicht nur auf der Dosierung.
Bis 2024 haben weltweit über 200 Aluminiumverarbeiter die MQP-Technologie eingeführt. Dadurch konnten insgesamt über 100.000 Tonnen Al-Ti-B eingespart und die CO2-Emissionen um rund 500.000 Tonnen gesenkt werden. Diese Zahlen spiegeln nicht nur wirtschaftliche Vorteile wider, sondern tragen auch wesentlich zu einer nachhaltigen Produktion bei.
V. Ausblick: Von der technischen Innovation zur Ökosystemtransformation
Wenn eine Technologie Leistungsgrenzen überschreitet, wirkt sie sich oft nicht nur auf das Produkt selbst aus, sondern verändert das gesamte Branchenökosystem. Der Aufstieg der Superkorn-Refiner von MQP ist ein Beispiel für dieses Prinzip. Mit der Weiterentwicklung und Diversifizierung der Optifine-Serie weitet sich ihr transformativer Einfluss von den Produktionsprozessen auf vor- und nachgelagerte Segmente der Wertschöpfungskette aus.
Technisch gesehen haben die Forschungspartnerschaften von MQP – wie etwa die mit der Brunel University – Maßstäbe für die Zusammenarbeit zwischen Industrie und Wissenschaft gesetzt. Ihre Arbeit hat ein umfassendes Modell aus Grundlagenforschung, Anwendungsentwicklung und Industrialisierung geschaffen. Mit der Weiterentwicklung der Materialwissenschaften und der atomar skaligen Bildgebungstechnologien könnten zukünftige Durchbrüche in der Nano-Schnittstellensteuerung und der prädiktiven Intelligenz Präzision und Anpassungsfähigkeit weiter verbessern.
Aus Anwendungssicht werden Superkorn-Refiner zunehmend Nischenmärkte bedienen. Das Produkt Optifine502 Clean weist auf einen Trend zur Individualisierung hin – maßgeschneiderte Lösungen für spezifische Produkttypen (Folien, Platten, Extrusionen) und Prozessbedingungen (Doppelwalzenguss, halbkontinuierlicher Guss). Maßgeschneiderte Refiner helfen Herstellern, ihre Wirtschaftlichkeit zu maximieren und einen differenzierten, hochwertigen Wettbewerb in der gesamten Branche zu fördern.
In einer Zeit, in der umweltfreundliche Produktion weltweit unabdingbar ist, sind die Umweltvorteile der MQP-Technologie besonders überzeugend. Durch die Reduzierung des Al-Ti-B-Verbrauchs senken Superkorn-Refiner den Energieverbrauch und die Emissionen im Vorfeld. Gleichzeitig bedeutet eine verbesserte Produktqualität weniger Abfall. Da die Erfassung des CO2-Fußabdrucks immer wichtiger wird, könnte der Einsatz von Superkorn-Refinern zur Voraussetzung für Zertifizierungen und Marktzugang werden – und so den Übergang der Branche zu einer kohlenstoffarmen Wirtschaft beschleunigen.
Für China bietet die Technologie von MQP entscheidende Unterstützung für die Modernisierung der heimischen Aluminiumindustrie. Obwohl China der weltweit größte Produzent ist, besteht in High-End-Segmenten wie der Luft- und Raumfahrt und der Automobilindustrie noch Wachstumspotenzial. Durch verbesserte Konsistenz und Kosteneinsparungen unterstützt Optifine chinesische Unternehmen dabei, technische Barrieren zu überwinden und ihre globale Wettbewerbsfähigkeit zu verbessern. Im Gegenzug könnte die Zusammenarbeit mit MQP lokale Innovationen anregen und einen positiven Kreislauf aus Einführung, Integration und Neuerfindung fördern.
Veröffentlichungszeit: 26. Juli 2025
