Bearbeitbare Festkeramiken: Werkstofflösungen ab Losgröße 1

Halbzeuge aus gebranntem Aluminium-Silikat sind beständig gegen häufige Temperaturwechsel und erträgen Temperaturen bis 1 100 °C. (Bild: Kager Industrieprodukte GmbH)

Wenn Metalle und Kunststoffe an ihre Grenzen stoßen, kann Technische Keramik die Alternative sein, beispielsweise das Festkeramik-Halbzeug 9020 der Kager Industrieprodukte GmbH.

DIETZENBACH (rm). Es ist maßgeschneidert für den Einsatz in der Entwicklung oder im Musterbau und wird in kleinen Mengen abgegeben. Das hochreine Aluminium-Silikat lässt sich mechanisch bearbeiten und ist auch für Kleinserien geeignet.

Gründe für den Einsatz einer technischen Keramik können unter anderem extreme Betriebstemperaturen, anspruchsvolle Verschleißsituationen oder ein erhöhtes Korrosionsrisiko sein. Ihre hohen Schmelzpunkte, ihre thermodynamische Festigkeit und ihre geringe Wärmeleitfähigkeit sind es unter anderem, die Keramikwerkstoffe für Hochtemperatur-Anwendungen in der Kraftwerks- oder Isolationstechnik prädestinieren.

Abgestimmt auf den Einsatz in der Produktentwicklung ist das Keramik-Halbzeug Typ 9020. Dieses Aluminium-Silikat kann in der gebrannten Version für den Prototypen- und Musterbau  verwendet werden. Es ist beständig gegen häufige Temperaturwechsel und erträgt Temperaturen bis 1 100 °C. Der Werkstoff besteht aus hochreinen, keramischen Oxiden und steht in den Lieferformen Platte, Vierkant, Rundstange und Scheibe kurzfristig bereit.

Einer der Vorteile der Festkeramik ist die gute Eignung zur mechanischen Bearbeitung. Im ungebrannten Zustand lässt sich das Material mit Standard-Werkzeugen aus Hochleistungsstahl fräsen, drehen oder bohren. Nach dem Brennen sollten Hartmetall- oder Diamant-Werkzeuge herangezogen werden.

Bei der spangebenden Bearbeitung ist eine Genauigkeit von  0,1 mm erzielbar. Weil die Bearbeitung trocken erfolgen kann, fallen auch keine Kühlschmierstoffe oder verunreinigte Emulsionen an, die entsorgt werden müssten. Der bei der Bearbeitung entstehende Keramikstaub muss abgesaugt werden.

Ein kontrolliertes Sinterverfahren bewirkt die hohe Temperaturfestigkeit der Festkeramik. Dabei wird in einem überwachten Elektroofen-Prozess die Brennhitze kontinuierlich angehoben, nach Erreichen des Höchstwertes über einen vorbestimmten Zeitraum gleichmäßig gehalten und anschließend auf etwa 60 °C gesenkt.

Mit Hilfe eines hitzefesten Klebstoffes wie dem Keramik-Kleber Ceramabond des Herstellers lassen sich auch Objekte mit komplexeren Geometrien aus der Festkeramik herstellen.