Keramik-Bearbeitung Keramische Werkstücke hochpräzise bearbeiten

Die mechanische Bearbeitung von keramischen Werkstücken ist aufgrund der Werkstoffeigenschaften schwierig und aufwendig. Soll eine hohe Bauteilpräzision wirtschaftlich erreicht werden, sind besondere Bearbeitungsstrategien und Fertigungstechniken erforderlich.

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Keramische Werkstoffe übernehmen aufgrund ihrer herausragenden Eigenschaften in den meisten technischen Prozessen heutzutage wichtige Funktionen. Neben den klassischen Feldern der Hochtemperaturanwendungen werden sie zunehmend im Maschinenbau eingesetzt.

Keramik-Bearbeitung ermöglicht neue Anwendungen

Dabei haben sie zum Teil andere Werkstoffe verdrängt, aber in weit größerem Maße neue Technologien und Anwendungen erst ermöglicht, was nicht zuletzt auch auf den gesteigerten Bekanntheitsgrad zurückzuführen ist. Keramische Bauteile werden pulvertechnologisch hergestellt, daraus ergeben sich Besonderheiten, die bei der Konstruktion zu beachten sind.

Der auf die Formgebung folgende Sinterprozess ist mit einer Schwindung deutlich über 10% verbunden. Diese Schwindung ist reproduzierbar und beherrschbar.

Für Werkstücke aus keramischen Werkstoffen gelten die Allgemeintoleranzen für Maße nach DIN 40 680-1, die Längentoleranzen der Sinterkörper bis zu ±2% erlaubt. Einengungen der Maßtoleranzen sind durch erhöhten technischen Aufwand möglich und müssen zwischen Hersteller und Anwender im Hinblick auf die Anwendung vereinbart werden. Dabei hängt die Wahl der Toleranzen einerseits von der erforderlichen Genauigkeit, aber andererseits auch von der Ausführbarkeit ab.

Maschinenbau fordert feine Maßtoleranzen auch bei Keramik

In der DIN 40 680-1 werden die Genauigkeitsgrade in grob (g), mittel (m) und fein (f) eingeteilt. Für Zwecke des Maschinenbaus sind Bauteile mit Maßtoleranzen der Genauigkeitsgrade „grob“ und „mittel“ meistens nicht geeignet. Die Bezeichnung einer Allgemeintoleranz für Maße (A) mit dem Genauigkeitsgrad „mittel“ (m) lautet: Allgemeintoleranz DIN 40 680-A-m.

Im Allgemeinen erreichen Hersteller auch ohne Nachbearbeitung bessere Toleranzen als in der DIN 40 680 festgelegt. Wesentliche Steigerungen sind aber nur durch Nachbearbeitung möglich.

Feine Maßtoleranzen bei Keramik ohne Nachbearbeitung nicht erreichbar

Der Genauigkeitsgrad „fein“ kann durch Formgebung und Sintern allein nicht sichergestellt werden. Hier sind besondere zusätzliche Maßnahmen nach dem Brennen, zum Beispiel Schleifen, Läppen, Polieren oder ähnliche Verfahren, erforderlich. Die dadurch erzielbaren Toleranzen sind in der DIN ISO 2768 (Allgemeintoleranzen für spanend gefertigte Werkstücke) und DIN ISO 1101 (Form- und Lagetoleranzen) festgelegt. Diese Normen werden im Maschinenbau und in angrenzenden Industriezweigen üblicherweise angewendet.

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