Patentierte Technische Keramik übertrifft Härte von Stahl

Die neue Technische Keramik Metal-like Ceramic von Global Precursor Ceramics (GPC) kombiniert zum ersten Mal die vorteilhaften Werkstoffeigenschaften von Keramik und Stahl. Die patentierte Hochleistungskeramik des Start-Up Unternehmens bietet damit neue Perspektiven für viele Anwendungsbereiche vom Wälzkörper bis zum Linearsystem.

„Der stahlähnliche keramische Werkstoff ist eine absolute Neuheit am Markt. In der industriellen Herstellung bieten sich damit ganz neue Möglichkeiten“, sagt Prof. Dr.-Ing. Stephan Sommer von der Hochschule Würzburg-Schweinfurt, Fakultät Maschinenbau.

Der Werkstoff Metal-like Ceramic (MLC) kombiniert das geringe Gewicht und die hohe Härte der Keramik mit den mechanischen Kennwerten wie Elastizitätsmodul und thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Stahl. Das Herstellungsverfahren ermöglicht zudem eine deutlich höhere Geometrievarianz und reduziert den Aufwand für nachträgliche Bearbeitungen.

Technische Keramik leichter als Stahl

Gegenüber Stahl spart die Technische Keramik MLC bis zu 50 % an Gewicht. Trotzdem weist das Material eine Härte von 1000 HV auf. Der Keramik Werkstoff ist sehr gut formbar, bis 800 °C temperaturbeständig, hochtragfähig und ohne Schmierstoffe gleitfähig. Metal-like Ceramic wird porenfrei hergestellt und endkonturnah geformt. Mittels dieser technischen Keramiken ist die Kleinserien Herstellung möglich.

Endkonturnahe Formgebung 

Zunächst wird die Hochleistungskeramik aus einem polymeren Grundmaterial hergestellt, welches mit aktiven und passiven Füllstoffen angereichert wird. Das gestattet eine präzise und endkonturnahe Formgebung im beispielsweise Extrusionsverfahren oder im Spritzgussverfahren.

Danach wird der Werkstoff bei über 800 °C Temperaturen keramisiert bzw. pyrolysiert. Dabei erfolgt durch chemische Reaktionen mit den Füllstoffen eine Umwandlung der polymeren Matrix in ein keramisches Produkt. Ein geringer Volumenschwund von 5 bis 8 % ist bereits einkalkuliert. Sind die keramischen Werkstoffe für hochgenaue Komponenten vorgesehen, können sie schnell nachbearbeitet werden. Das garantiert mechanische Eigenschaften wie eine moderate Härte von 1000 HV.

Unterschiedliche Anwendungen für die MLC Keramik

Von den vorteilhaften Eigenschaften des neuen Keramik Werkstoffs profitieren Anwender in den verschiedensten Industriebereichen. MLC eignet sich für Bauteile in Reinraum und Vakuum oder in korrosiven oder verschmutzten Umgebungen. Auch schlechte Schmierbedingungen beeinträchtigen die Leistungsfähigkeit der Technischen Keramik nicht.

Passende weitere Anwendungen technischer Keramik sind auch die Leiterplatten- und Halbleiterfertigung, Elektronik, Mechatronik sowie Mess- und Prüftechnik. Hinzu kommen die Lebensmittelindustrie, Textilindustrie, Schweißtechnik, Leichtbau sowie Medizintechnik, Extruder und Spritzgießmaschinen.