Keramikteile Grünteilbearbeitung bietet Zugang zur Keramik-Kleinserienkonstruktion

Ein wichtiges Konstruktionskriterium bei Keramikteilen ist die Möglichkeit zur endkonturnahen Grünteilbearbeitung, die heute bei vielen Keramikanwendungen der Einstieg in die wirtschaftliche Fertigung kleiner und mittlerer Stückzahlen ist. Sie ermöglicht, auf kostenintensive formgebende Werkzeuge zu verzichten.

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Die Weiterentwicklung der Grünteilbearbeitung ermöglicht es heute, Hochleistungsbauteile aus technischer Keramik in kleinen und mittleren Stückzahlen wirtschaftlich zu fertigen. Grünteilbearbeitung heißt: Die gepressten Rohlinge aus Keramikpulver und Binder – die Grünteile oder Grünlinge – werden vor dem Sintern durch klassische spanabhebende Verfahren konturnah bearbeitet. Auf diesem Weg lassen sich keramische Bauteile ohne kostenintensive formgebende Werkzeuge schnell und präzise konstruieren und fertigen. Das Ergebnis ist eine hohe Bauteilqualität.

Kaltisostatisch gepresste Rohlinge auf CNC-Maschinen bearbeitet

Die CNC-Bearbeitung von Grünlingen aus kaltisostatisch gepressten Formlingen ist sogar die einzige Möglichkeit, ohne kostenintensive Formwerkzeuge eine Fertigungskampagne für Keramikteile zu starten – im Gegensatz zum uniaxialen Pressen und keramischen Spritzgießen (CIM, Ceramic Injection Moulding). Auf Grundlage von CAD/CAM-Datensätzen werden dabei unter Berücksichtigung der Schwindung beim Sintern die gewünschten Konturen auf NC- oder CNC-Maschinen endkonturnah bearbeitet.

Basis für die Fertigung von Bauteilen aus Hochleistungskeramik sind mit Binder versetzte, pressfähige und agglomerierte Keramikpulvergranulate, beispielsweise Al₂O₃-Granulat mit Reinheiten von 92% bis 99,9%, Mischoxidkeramiken ZTA oder ATZ sowie die ZrO₂-Qualitäten Y-TZP und Mg-PSZ. Beim kaltisostatischen Pressverfahren werden diese keramischen Granulate in elastische Gummiformen gefüllt, deren Geometrien auf die Endkonturen des Bauteils abgestimmt sind. Der Verdichtungsprozess erfolgt mittels Flüssigkeitsdruck von allen Seiten bei gleichmäßig hohen Drücken (bis zu 2500 bar) und ohne Erwärmung – im Gegensatz zum heißisostatischen Pressen, das einer Wärmebehandlung bei hoher Temperatur und hohem Druck gleicht.

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