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Alles keramisch – das ist die Härte

Technische Keramik: Immer besser nutzbar durch moderne Fertigungstechnologien
Alles keramisch – das ist die Härte

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Extreme Härte, Hitze- und Korrosionsbeständigkeit – solchen Eigenschaften verdankt die Keramik ihren Einsatz in Schlüssel-Bauteilen. Know-how dazu bieten Gemeinschaftsstände in Halle 5.

Dass die Akteure der technischen Keramik auf zwei großen Gemeinschaftsständen in Halle 5 organisiert sind, ist für den Messebesucher ein Glücksfall. Er erhält an einem Ort alle benötigten Informationen, kann sich von mehreren Seiten beraten lassen oder wird auf kurzen Wegen zu einem passenden Ansprechpartner verwiesen. Nahezu alle, die in der Keramik Rang und Namen haben, sind dort in Halle 5 versammelt.

Zum einen präsentiert sich der Verband der Keramischen Industrie (VKI) auf dem Gemeinschaftsstand D40 mit 13 Mitgliedern. Gleich daneben die Technologie-Agentur Struktur-Keramik (Task) GmbH, Dresden, mit 26 Mitausstellern und weiteren 12 mitvertretenen Mitgliedsfirmen (Stand E40). Zu ihren Ausstellern gehören die sieben Institute der Fraunhofer-Allianz Hochleistungskeramik mit dem Demonstrationszentrum AdvanCer, womit auch die Anwendungsforschung präsent ist. Die Task selbst blickt auf eine nunmehr 20-jährige Geschichte in der Werkstoffberatung zurück (siehe „Nachgefragt“).
In den letzten Jahren hat sich die technische Keramik überdurchschnittlich entwickelt. Das liegt nicht nur daran, dass ihre besonderen Eigenschaften wie Verschleißfestigkeit, thermische und chemische Beständigkeit zunehmend für Schlüssel-Bauteile entdeckt werden, die dann nicht selten zigfach höhere Standzeiten aufweisen als Metallteile.
Auch die Fertigungstechnologien wurden weiter entwickelt, so dass sich Keramik-Teile immer mehr rechnen. Ein Beispiel ist der keramische Spritzguss, der in diesem Jahr ein Schwerpunktthema bildet (vergleiche Seite 82). Hersteller wie Kläger, DoCeram, Friatec, Oerlikon Heberlein, Sembach, Formatec, Rauschert oder FCT nutzen „Ceramic Injection Moulding“ (CIM) immer mehr. Sie sind allesamt auf den Ständen D40 oder E40 vertreten, ebenso wie die Inmatec Technologies GmbH, Rheinbach, die dafür passende Feedstocks liefert. Sie stimmt die Feedstocks gezielt auf die Anforderungen des Spritzgießprozesses ab mit Blick auf die gewünschten Bauteileigenschaften, Toleranzen, Kosten und die geforderte Lebensdauer. Das keramische Pulver wird dabei mit einem thermoplastischen Kunststoffgemisch versetzt, um unter Wärmeeinwirkung quasi-elastische Eigenschaften zu erzielen.
Für den Werkstoff Keramik rücken immer mehr Anwendermärkte ins Blickfeld. Mahlscheiben für Kaffeemaschinen sind ebenso im Trend wie Funktionskomponenten für den Automobilbau oder sogar Schmuckstücke. Doch selbstverständlich ist der Keramikeinsatz nicht einmal im Maschinenbau, wo es viele Erfolgsstories gibt. Einen der in Hannover vergebenen IF Material Awards etwa erhält die CeramTec-Etec GmbH aus Lohmar für einen Kugelhahn, der aus einer Stahl-Keramik-Kombination besteht und damit weniger Verschleiß und Kontamination durch das Fördergut aufweist.
In welche Richtung technische Keramik weiterentwickelt wird, zeigen die Fraunhofer-Institute auf dem Task-Stand mit ihren AdvanCer-Demonstratoren. Sie präsentieren damit die Ergebnisse eines Jahres mit vollen Auftragsbüchern. Allein das IKTS konnte seinen Betriebshaushalt 2008 (inklusive Industrie-Umsatz) von 16,8 auf 20,8 Mio. Euro ausdehnen und ist bis Ende 2009 ausgelastet, wie Dr. Michael Zins mitteilt, stellvertretender IKTS-Leiter und Task-Chef.
Zu den AdvanCer-Themen gehört das Fügen von gesinterten Keramik-Bauteilen durch Umspritzen mit Kunststoff oder Metall. Einen Schritt weiter geht das 2K-Spritzgießen von Keramik-Metall-Bauteilen, die gemeinsam gesintert werden und somit ohne weiteren Füge-Prozess auskommen. Beispielsweise magnetisch angetriebene Ventile oder Schieber mit keramischer Funktionsfläche könnten sich so rationell fertigen lassen.
Bemerkenswert sind auch die Möglichkeiten durch das neu entwickelte Grünfolienhinterspritzen, für das der Demonstrator CoShape steht (ein 2K-spritzgegossener Fadenführer): Keramische oder pulvermetallurgische Grünfolien werden in die Form eingelegt, mit dem Feedstock des Verbundpartners angespritzt und in einem Schritt durchgesintert.

„Keramik kann überall landen“

Nachgefragt

Die Task GmbH feiert 20 Jahre Keramikberatung und Rekord-Ausstellerzahlen. Wie erklärt sich dieser Erfolg?
Beharrlichkeit und gute Netzwerke. Wir haben es geschafft, im Wettbewerb stehende Unternehmen zur Kooperation zu überzeugen – auf dem relativ engen Arbeitsfeld der technischen Keramik.
Welche Rolle spielt dabei, dass die Keramik lange Zeit nur wenig als Konstruktionswerkstoff bekannt war?
Das war ja unser ursprüngliches Ziel, den Werkstoff bekannter zu machen und Vorurteile einzureißen. Dass das gelungen ist, auch bei unseren Studenten, liegt nicht zuletzt am Typ unseres Produktes: Heute weiß man einfach mehr über technische Keramik und wir können dieses Wissen weitergeben.
Werden andere Fragen an die Keramik gestellt als vor 20 Jahren?
Ja, die Vorbehalte sind kleiner geworden. Viele haben schon von Erfolgen mit technischer Keramik gehört. Jetzt geht es darum, die Fantasie der Entwickler anzuregen, dass sie die Vorteile auch im eigenen Bereich wahrnehmen und entsprechende Kontakte suchen.
Inwiefern hat sich die Keramik technologisch weiterentwickelt?
Zum Beispiel die Spritzgießtechnologie boomt zurzeit sehr stark. Sie bringt hochpräzise Keramikteile hervor, die mit wenig Endbearbeitung auskommen. Lange konnte man sich nicht vorstellen, solche Teile so günstig herzustellen.
Ist die Keramik auch preiswerter geworden?
Ja, weil die Entwicklungen schneller laufen. Heute ist mehr Know-how verfügbar, um keramische Werkstoffe gezielt auszusuchen, ebenso wie die Unternehmen, die sie produzieren können.
Und die Task sorgt dafür, dass der Anwender zum richtigen Anbieter findet?
Wir versuchen zu publizieren, was es überhaupt an verschiedenen Werkstoffen und Technologien gibt, und helfen dann, schnell zum Partner zu finden. os
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