Industrie aktuell

Keramik- und Glas-Werkstoffe f├╝r den industriellen Einsatz

wzr1Expertenwissen

Prof. Dr. Wolfgang Kollenberg, Gesch├Ąftsf├╝hrer der Werstoffzentrum Rheinbach GmbH, Rheinbach 

Hochtemperatur-Anwendungen gelten zwar als bevorzugtes Einsatzgebiet f├╝r keramische Werkstoffe. Als Alternative zu Stahl und Eisen aber wecken insbesondere Oxidkeramiken zunehmend auch das Interesse der Konstrukteure im allgemeinen Maschinen- und Anlagenbau. Mit dem Niederdruck-Spritzgie├čen und der mechanischen Bearbeitung stellt das Werkstoffzentrum Rheinbach WZR zwei Wege zur wirtschaftlichen Herstellung von Kleinserien-Bauteilen aus Keramik vor.

wzr2Zu Beginn waren es eher dekorative Produkte wie etwa Schmuckst├╝cke oder Manschettenkn├Âpfe, die das WZR aus Oxidkeramiken fertigte. Inzwischen sind es jedoch in wachsendem Ma├če hoch belastbare Pr├Ązisionsbauteile f├╝r den Einsatz in Maschinen- und Anlagenbau. Es findet offenbar ein Umdenken statt in den K├Âpfen vieler Konstrukteure. W├Ąhrend sie fr├╝her fast ausnahmslos auf Stahl- und Eisenwerkstoffe fixiert waren, suchen sie heute vermehrt nach Alternativen im Bereich der Technischen Keramiken. Dabei ist es l├Ąngst nicht mehr nur die extreme Temperaturbest├Ąndigkeit, die Konstrukteure und Entwicklungsingenieure nach einem Keramik-Werkstoff suchen l├Ąsst. Im Gegensatz zu Stahl sind Oxidkeramiken ÔÇô beispielsweise Zirconium- oder Aluminiumoxid ÔÇô nicht leitend, nicht magnetisch und nicht rostend. Dazu kommt eine Eigenschaft, die vor allem f├╝r Anwendungen in Messtechnik, Steuerungstechnik oder Elektrotechnik von Bedeutung ist: Keramik-Werkstoffe sind unempfindlich gegen├╝ber einer induktiven Kopplung. Zu den weiteren grunds├Ątzlichen Vorteilen der Oxidkeramiken geh├Ârt eine hohe Widerstandsf├Ąhigkeit gegen chemische und mechanische Einfl├╝sse. Daraus gefertigte Bauteile sind also sehr belastbar und erreichen hohe Standzeiten.

Keramik-Bauteile in Serie fertigen

wzr3Zur Herstellung von Serienprodukten aus Aluminium- und Zirconiumoxid f├╝r den Maschinen- und Anlagenbau setzen wir den Niederdruck-Spritzguss (Low Pressure Injection Moulding/ LPIM) und die mechanische Hartbearbeitung ein. Beide Formgebungsverfahren eignen sich zur wirtschaftlichen Produktion keramischer Einbauteile in kleinen und mittleren Serien. Je nach Anforderung fertigt das WZR damit auch Bauteile aus speziellen Oxidmischungen und Glaskeramik. Die Werkst├╝cke erreichen eine gro├če Detailtreue und hohe Oberfl├Ąchenqualit├Ąt.

Zwei Wege zur Serie

wzr4Beim Niederdruck-Spritzguss wird eine niedrig schmelzende Wachs-Keramik-Suspension von circa 80 ┬░C wird in eine Silikonform gegossen. Das kosteng├╝nstige Formgebungsverfahren ist vergleichsweise schnell und erreicht Toleranzen von bis zu 0,1 Millimetern. Die hei├čgegossenen Teile werden in einem angeschlossenen Sinterprozess verfestigt. Etwas zeitaufw├Ąndiger als das Niederdruck-Spritzgie├čen, daf├╝r aber von h├Âchster Genauigkeit ist die mechanische Hartbearbeitung. Unser neues Ultraschall-Bearbeitungszentrum erlaubt beispielsweise beim Fr├Ąsen, Bohren und Schleifen von Rohlingen oder Fertigteilen Toleranzen von ┬▒ 0,01 Millimetern. In dem flexiblen F├╝nf-Achs-Bearbeitungszentrum finden auch Bauteile aus Glas und Glaskeramik zu ihrer Form.


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