Leonhardt Graveurbetrieb + Leroxid + OxiMaTec: Spritzgießen von Hochleistungskeramik

Spritzgegossene Düsenspitze aus einer Hochleistungskeramik auf der Basis von Zirkoniumdioxid vor und nach dem Sintern.

Bei Einsatzbedingungen mit hohen Anforderungen an thermische und mechanische Belastbarkeit der Bauteile stoßen die heute bekannten Polymerwerkstoffe an die Grenzen ihrer Leistungsfähigkeit. Als Alternative bieten sich Hochleistungskeramiken an, die über eine hohe Temperatur- und Korrosionsbeständigkeit sowie hervorragende tribologische Eigenschaften verfügen. Bedingung dafür ist die wirtschaftliche Verarbeitung dieser Werkstoffe im Spritzgussverfahren. Die Unternehmen Leonhardt Graveurbetrieb, Leroxid und OxiMaTec zeigen auf ihrem Gemeinschaftsstand auf der Fakuma 2012 maßgeschneiderte Lösungen rund um das Hochleistungskeramik-Spritzgießen und demonstrieren die Fertigung von anspruchsvollen Musterteilen auf einer Arburg-Maschine.

Anders als beim Spritzen von Kunststoffen handelt es sich beim Keramik-Spritzgießen um einen mehrstufigen Prozess. Nach dem Aufbereiten muss das Keramikpulver mit einem Bindersystem spritzfähig gemacht werden. Auf den eigentlichen Spritzvorgang folgen zwei weitere Prozesschritte, das Entbindern und das Sintern, bei denen die zum Spritzen erforderlichen Zusätze wieder entfernt werden und das Bauteil zu seiner endgültigen Struktur verfestigt wird.

OxiMaTec entwickelt im eigenen Labor anwendungsoptimierte Rezepturen für Hochleistungskeramiken und die zugehörigen Bindersysteme. Für die Düsenspitze, die dem auf der Messe gespritzten Musterteil zugrunde liegt, hat das Unternehmen eine Keramikformulierung entwickelt, die schnell wechselnden Temperaturen und hohen Scherbeanspruchungen standhalten soll.

Der eigentliche Spritzprozess dient der Fertigung des sogenannten Grünlings. Nach den abschließenden Prozessschritten Entbindern und Sintern weist das Teil noch etwa 50 Prozent des ursprünglichen Volumens auf. Die drastische Volumenreduktion muss bei der Konstruktion von Teil und Spritzgießwerkzeug berücksichtigt werden, der Konstrukteur benötigt also eine sehr genaue Kenntnis der jeweiligen Rezeptur und ihrer Kennwerte. Hier verweist der Graveurbetrieb Leonhardt auf seine jahrzehntelangen Erfahrungen im Formenbau für die Keramikverarbeitung.

Und noch eine Herausforderung gelte es zu bewältigen: Beim Spritzgießen von Hochleistungskeramiken ist das Werkzeug starken abrasiven Kräften ausgesetzt, die zum schnellen Verschleiß des Werkzeugstahls führen. An besonders belasteten Bereichen wie Anguss oder scharfen Kanten muss das Werkzeug deshalb durch verschleißfeste Einsätze geschützt werden. Die Firma Leroxid® hat dafür die Keramik DIMACER® entwickelt, die im Dezember 2011 den EuroMold Award in Gold erhielt. DIMACER® lasse sich im üblichen Erodierverfahren bearbeiten und verlängere die Standzeit der Werkzeuge um ein Vielfaches - spare also Material, Zeit und noch mehr Kosten.

Weitere Informationen: www.leonhardt-gravuren.de, www.oximatec.de

Fakuma 2012, Friedrichshafen, 16.-20.10.2012, Halle A5, Stand 5206

Leonhardt Graveurbetrieb + OxiMaTec GmbH , Hochdorf

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