Wurden früher aus Oxidkeramiken eher dekorative Produkte wie etwa Schmuckstücke oder Manschettenknöpfe gefertigt, sind es heute in wachsendem Maße hoch belastbare Präzisionsbauteile für den Einsatz im Maschinen- und Anlagenbau. „Es findet in den Köpfen vieler Konstrukteure offenbar ein Umdenken statt. Während sie früher fast ausnahmslos auf Stahl- und Eisenwerkstoffe fixiert waren, suchen sie heute vermehrt nach Alternativen im Bereich der Technischen Keramiken“, berichtet Wolfgang Kollenberg, der Firmenchef des WZR. Dabei ist es längst nicht mehr nur die extreme Temperaturbeständigkeit, die Konstrukteure und Entwicklungsingenieure nach einem Keramik-Werkstoff suchen lässt. Im Gegensatz zu Stahl sind Oxidkeramiken – beispielsweise Zirconium- oder Alu-miniumoxid – nicht leitend, nicht magnetisch und nicht rostend. Dazu kommt eine Eigenschaft, die vor allem für Anwendungen in Messtechnik, Steuerungstechnik oder Elektrotechnik von Bedeutung ist: Keramik-Werkstoffe sind unempfindlich gegenüber einer induktiven Kopplung. Zu den weiteren grundsätzlichen Vorteilen der Oxidkeramiken gehört eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen chemische und mechanische Einflüsse. Daraus gefertigte Bauteile sind also sehr belastbar und erreichen hohe Standzeiten.
Keramik-Bauteile in Serie fertigen
Zur Herstellung von Serienprodukten aus Aluminium- und Zirconiumoxid für den Maschinen- und Anlagenbau setzt das WZR den Niederdruck-Spritzguss (Low Pressure Injection Moulding/ LPIM) und die mechanische Hartbearbeitung ein. „Beide Form-gebungsverfahren eignen sich zur wirtschaftlichen Produktion keramischer Einbauteile in kleinen und mittleren Serien“, sagt Firmenchef Kollenberg. Je nach Anforderung fertigt das WZR damit auch Bauteile aus speziellen Oxidmischungen und Glaskeramik. Die Werk-stücke erreichen eine große Detailtreue und hohe Oberflächenqualität.
Zwei Wege zur Serie
Beim Niederdruck-Spritzguss wird eine niedrig schmelzende Wachs-Keramik-Suspension von circa 80 °C wird in eine Silikonform gegossen. Das kostengünstige Formgebungs-verfahren ist vergleichsweise schnell und erreicht Toleranzen von bis zu 0,1 Millimetern. Die heißgegossenen Teile werden in einem angeschlossenen Sinterprozess verfestigt. Etwas zeitaufwändiger als das Niederdruck-Spritzgießen, dafür aber von höchster Genauigkeit ist die mechanische Hartbearbeitung. Das neue Ultraschall-Bearbeitungszentrum des WZR erlaubt beispielsweise beim Fräsen, Bohren und Schleifen von Rohlingen oder Fertigteilen Toleranzen von +/- 0,01 Millimetern! In dem flexiblen Fünf-Achs-Bearbeitungszentrum finden auch Bauteile aus Glas und Glaskeramik zu ihrer Form. Produktbeispiele und Verfahren stellt das Unternehmen auf der diesjährigen Hannover Messe in Halle 2 (Stand D 39) vor.