KEM Konstruktion 04.2023

die beiden Firmen Friatec und H.C. Starck Ceramics
übernommen und schlussendlich als eine Einheit in
den Konzern integriert. Die zunehmende Konsolidierung
der Keramikbranche zeigt aber auch, dass das
Thema immer wichtiger wird.
Vielseitige Fertigungsmöglichkeiten
Neben den reinen Materialwissenschaften hinsichtlich
neuer keramischer Werkstoffe werden auch die
Fertigungsprozesse immer weiter optimiert. maxon
fertigt vor allem mit auf hohe Losgrößen ausgelegten
Spritzguss- und Extrusionsanlagen, aber auch Einzelteile
und Kleinserien per additivem Verfahren: „Um
die Genauigkeit weiter zu verbessern, fahren wir im
3D-Druck auch Parameterstudien bis hinein in den
Maschinencode des Herstellers“, so Stefan Zilm. „Bevor
das Ganze wirklich vollständig stabil für den
breiten Massenmarkt ist, wird es wohl aber noch
einige Jahre dauern.“ Denn hochpräzise Bauteile
können zwar bereits sehr genau gedruckt werden –
theoretisch einzelne Keramikkörner im Mikrometerbereich
– was aber sehr lange dauert. Das ist eher für
das Prototyping oder spezielle Einzelteile geeignet.
Auch die Kombination von verschiedenen Materialien
ist additiv inzwischen möglich, wie etwa mit den
Maschinen vom AIM3D: Sie drucken eine Verbindung
verschiedener Keramiken, aber auch mit Metall oder
Kunststoffen, um bestimmte Eigenschaften in einem
Bauteil abzubilden. Ebenfalls möglich werden Bauteile,
die als volumiger Grundkörper im Spritzguss
entstehen und mit einer kleineren Komponente bedruckt
werden. Interessant ist auch die Kombination
von Keramik zur elektrischen Isolation und Metall für
die Leitfähigkeit, was MID-Ansätze (Multi Integrated
Devices) ermöglicht.
Die Laserbearbeitung ist eine weitere Möglichkeit,
die maxon inzwischen für hochpräzise Keramikbauteile
für jährliche Losgrößen von etwa 10.000 inhouse
etabliert. Da die Prozesse sehr gut automatisierbar
seien, könnten damit künftig auch größere
Serien gefahren werden. Klassisch spanend wird in
der Branche größtenteils der Grünling vor dem Gang
in den Sinterofen bearbeitet. maxon entwickelt aber
auch immer mehr Verfahren zur Hartbearbeitung,
wobei neben dem Schleifen auch spezielle Werkzeuge
zum Einsatz kommen. Der Vorteil: Präzision bis in
den Mikrometerbereich.
Auch die Moeschter-Group hat die Anforderung an
hohe Präzision im Markt erkannt und in entsprechende
konventionelle Bearbeitung investiert. Die eingesetzten
Bearbeitungszentren sind für die Serienfertigung
im Mikrometer-Bereich geeignet. Bei den additiven
Verfahren will man demnächst final entscheiden,
welches Verfahren in Dortmund einziehen wird.
Bild: Moeschter Group/Gorodenkoff/stock.adobe.com
Bisher galt Keramik als schwer berechenbar. Mit Evocera bietet Doceram ein Produkt, das
auch per FEM ausgelegt und in sicherheitskritischen Anwendungen eingesetzt werden kann.
Entsprechende Experimente und Arbeitsgruppen bestehen
bereits seit längerem. „Ein immer größerer Teil
unserer Arbeit ist die Systembetrachtung: Denn
meist lässt sich nicht einfach ein Stahlteil durch Keramik
ersetzen, vielmehr müssen alle Komponenten
und Prozesse drum herum ebenfalls in Augenschein
genommen werden. Das kann der Kunde durch mangelnde
Fachkompetenz selbst meist nicht leisten,
weshalb wir das übernehmen“, erklärt Doceram-Vertriebsleiter
Carmelo Montalto. Heute sei man häufig
gefordert, Innovation auch proaktiv einzubringen –
einfach nur Material liefern reiche nicht mehr aus.
Teilweise kommen die gleichen Anforderungen von
unterschiedlichen Kunden, weshalb man dafür dann
bereits einen Standard entwickelt hat. Denn die so
durch diverse Projekte aufgebaute Kompetenz bietet
Doceram dann auch anderen Firmen an. „Viele kennen
die Möglichkeiten nicht, die ihnen offen stehen –
weshalb es sich lohne, nachzufragen. So konnten wir
etwa schon eine Lösung bieten, die eine Standzeit
von acht Wochen auf anderthalb Jahre erweiterte.“
Moeschter-CTO Veltum resümiert abschließend:
„Keramik wird in vielen Bereichen wichtiger, der
Trend ist klar auch abseits der bisher typischen Einsatzgebiete
erkennbar. Es ist aber
nicht bei jedem alles zu bekommen,
wie es der Konstrukteur
häufig von den Metallen gewohnt
ist. Für Keramik muss man
den richtigen Partner finden.“
www.aim3d.de
www.ikts.fraunhofer.de
www.maxongroup.de
www.ml-ceramics.com
www.moeschter-group.com
INFO
Mehr zu Werkstoffen für den Maschinen-
und Anlagenbau finden
Sie auf unserer Werkstoffseite:
kem.industrie.de/
werkstoffe
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