Keramik auf der Kunststoffmesse

Zwar führt die Fakuma im Untertitel „Internationale Messe für Kunststoffverarbeitung“, das hindert die Veranstalter – und Aussteller – aber nicht daran, über den Tellerrand hinaus zu schauen, in diesem Fall in Richtung Keramik. Die Messe sieht sich im Bereich Spritzgießtechnik weltweit als die Nummer 1. Und die Kunststoffverarbeitung im Spritzguss ist nach wie vor der Schwerpunkt der Messe. Maschinenhersteller, Werkzeug- und Formenbauer, Heißkanalhersteller, CAD/CAM-Unternehmen, Rohstoff- und Zwischenprodukthersteller finden hier ihre Präsentationsplattform.

In ähnlichen Verfahren, im Pulverspritzguss, lässt sich jedoch auch Keramik verarbeiten, das dem Trend zur Miniaturisierung folgend an Bedeutung gewinnt. Für die Verarbeitung von metallischen Pulverlegierungen stehen heute bereits viele Granulate von namhaften Herstellern zur Verfügung. Das Angebot an verarbeitungsfähigen Spritzgussgranulaten zur Herstellung keramischer Bauteilen ist limitiert und beschränkt sich auf Standardwerkstoff-Formulierungen.

In Reibungs- und Verschleißanwendungen von miniaturisierten Baugruppen eignen sich metallische Werkstoffe jedoch nur noch bedingt, denn in vielen Fällen bereitet die Schmierung dieser Werkstoffpaarungen ein Problem. Hochleistungskeramiken sind dafür bekannt, dass sie neben ihrer hervorragenden Korrosions- und Temperaturbeständigkeit besondere in ungeschmierten Systemen hervorragende tribologische Eigenschaften aufweisen. Die am Markt angebotenen Standardformulierungen erfüllen meist die Anforderungen an die mechanische Festigkeit. Hinsichtlich ihrer Bruchzähigkeit erweisen sie sich vielfach als zu spröde.

Das Unternehmen Oximatec entwickelt und produziert seit mehr als sechs Jahren oxidische Hochleistungskeramiken mit hoher mechanischer Festigkeit und Bruchzähigkeit. Der Durchbruch kam vor zwei Jahren, als dieses Unternehmen eine flexible Keramik mit einer Bruchzähigkeit wie Hartmetall vorgestellte. Der Entwickler konzentriert sich neben der Werkstoffentwicklung auf unterschiedliche Formgebungsverfahren: Uniaxiales und isostatisches Pressen, Formgebung aus Suspensionen und Spritzgießen.

Beim Spritzgießen stützt sich die Oximatec auf das Schwesterunternehmen „Graveurbetrieb Leonhardt“. Dort werden schon seit mehr als 40 Jahren Werkzeuge für den Keramikspritzguss entwickelt und gefertigt. Die Spezialität ist das Arbeiten in filigranen Konturen. Aus dem Bereich der Industriegravuren kommend, zählt Hochgeschwindigkeits-CNC-Gravieren oder CNC-Simultanfräsen auf fünf Achsen zum Standard. Ergänzt werden diese Technologien von Senk- und Drahterodiermaschinen, 3D-Laser-Abtragsmaschinen und ultraschallgestütztes Schleifen auf fünf Achsen. Alle Granulate sind nach Unternehmensangaben im Hause mit eigens dafür entwickelten Werkstoffen und Bindersystemen aufbereitet. Damit beherrschen die beiden verbundenen Unternehmen die gesamte Prozesskette vom Rohstoff bis hin zum fertigen Bauteil.

Erstmalig werden also in diesem Jahr Keramik-Spritzgießteile auf der Fakuma produziert. Die Maschinentechnik stellt Arburg zur Verfügung. Bei dem Bauteil handelt es sich um eine Überwurfmutter, die im Heißkanal von Hasco als Wärmeisolationsbauteil dient. Als Werkstoff ist ein Zirkoniumdioxid-Matrixwerkstoff, der durch Einlagerung entsprechender Additive hohe Zähigkeit und gleichzeitig eine sehr niedrige Wärmeleitfähigkeit aufweist.
Die Organisatoren der Messe beobachten die Entwicklung des Pulverspritzgusses seit Jahren und unterstützen diese Demonstration auf der Messe. So besuchten Paul-Eberhard und Bettina Schall die beiden Unternehmen, um sich ein Bild von der Prozesskette zu machen. „Innovative Hochleistungswerkstoffe und deren Verarbeitung im Spritzgussverfahren sind eine hervorragende Ergänzung für komplex geformte Bauteile und Anwendungen, bei denen Kunststoffe an ihre Grenzen stoßen“, erklärt P-E. Schall.

Fakuma, Halle A5, Stand 5206