Weniger Verlust, schneller fertig
Beschleunigt Serienfertigung von Keramik-Bauteilen
Dem Werkstoffzentrum Rheinbach (WZR) ist es gelungen, die Fertigung keramischer Präzisionsbauteile erheblich zu beschleunigen und dabei gleichzeitig die Materialeffizienz zu verbessern. Erreicht wird dies durch die Ultraschallbearbeitung endkonturnaher Halbzeuge aus eigener Produktion. Die vom WZR entwickelte Verfahrenskette ist bereits ab Losgröße 1 wirtschaftlich und ist prädestiniert für die Herstellung von Kleinserien. Als moderne Alternative zur spangebenden Fertigung „aus dem Vollen“ findet sie derzeit wachsendes Interesse.
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Weniger Materialverlust, hohe geometrische Präzision und ein deutlich beschleunigter Produktionsprozess – das sind die entscheidenden Pluspunkte der neuen, vom Werkstoffzentrum Rheinbach (WZR) entwickelten Verfahrenskette für die Herstellung keramischer Bauteile. Sie basiert auf der ultraschallgestützten CNC-Bearbeitung von endkonturnah gefertigten Halbzeugen.
Insbesondere wegen ihrer hohen Materialeffizienz gilt sie unter Experten als überaus ressourcenschonende und sehr wirtschaftliche Alternative zum bisher noch üblichen Fräsen und Schneiden „aus dem Vollen“. Der neue Prozess eignet sich sowohl für die Herstellung von Einzelstücken (Prototypen) als auch für die Produktion kleiner und mittlerer Serien einbaufertiger Zulieferteile.
Genaues Halbzeug, schnelles Fertigteil
Den Ausgangspunkt für diese beschleunigte und materialeffiziente Produktion keramischer Bauteile bilden die internen Formgebungsverfahren des WZR. Mit dem 3D-Drucken, dem Vakuum-Heißgießen und dem Niederdruck-Spritzgießen (Low Pressure Injection Moulding/ LPIM) verfügt das Unternehmen über drei technisch ausgereifte Verfahren zur Anfertigung von endkonturnahen Halbzeugen.
Im Gegensatz zu den bisher üblichen, kommerziell gefertigten Halbzeugen, entsprechen sie in ihrer Geometrie und Genauigkeit bereits weitgehend dem späteren Fertigteil. Ihre Fertigungstoleranzen entsprechen der DIN 40680-A-m. Das heißt konkret, ihre Genauigkeit liegt – je nach eingesetzten Verfahren und abhängig vom Absolutmaß – zwischen 0,15 mm und 0,80 mm. Diese bereits hochgenauen Halbzeuge lassen sich mit nur noch geringem Aufwand in der anschließenden CNC-Ultraschall-Hartbearbeitung auf Endmaß bringen. Hier lassen sich dann Genauigkeiten von bis zu 10 µm realisieren!
Dank der neuen Verfahrenskombination entsteht deutlich weniger Materialverlust als bei der spangebenden Fertigung aus einem massiven Keramikblock! Einen zusätzlichen Optimierungsschub erfährt der Prozess noch, wenn die endkonturnahen Halbzeuge des WZR mit einem selektiven Aufmaß gefertigt werden – also mit lediglich auf einige definierte Bauteile-Bereiche begrenzten Materialzugaben. Durch diese intelligente Vorgehensweise verringert sich der Zeitaufwand für die finale CNC-Bearbeitung auf ein absolutes Minimum. Mit dieser Lösung reduziert das WZR auch die Materialverschwendung und unterstützt außerdem die Umsetzung von Leichtbau-Konstruktionen.
Auch Sonderwerkstoffe realisierbar
Materialtechnisch betrachtet eignet sich die neue Verfahrenskette nicht nur für den Bereich der Oxidkeramiken, sondern kommt auch für Sonderwerkstoffe wie zum Beispiel Nano-ZTA und Korund-Mullit infrage. Darüber hinaus ist das WZR in der Lage, die Rezeptur der keramischen Werkstoffe auf spezielle Kundenanforderungen oder besondere Anwendungen abzustimmen. Selbst kleine Mengen dieser Materialien können für die Herstellung der endkonturnahen Halbzeuge bereitgestellt werden.
Mit der ultraschallgestützten Präzisionsbearbeitung endkonturnah gefertigter Halbzeuge hat das WZR einen ebenso ressourcenschonenden wie innovativen Produktionsweg für die Herstellung keramischer Fertigteile in kleinen und mittleren Serien entwickelt.
Mehr Informationen zum Werkstoffzentrum Rheinbach:
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Werkstoffzentrum Rheinbach GmbH |
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Lise-Meitner-Straße 1 |
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53359 Rheinbach |
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Tel.: 0049 (0) 22 26/ 16 98 10 |
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Fax: 0049 2226 1698-66 |
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E-Mail: info@wzr.cc |
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www.wzr.cc |
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