heute ist bereits gestern

Die Zukunft fest im Griff

Innovative Prozesskette: Werkstoffentwicklung – Design – Konstruktion - Werkzeugbau - Produkt

Keramik für Spritzguss- und Erodiertechnik

OxiMaTec, der Spezialist für maßgeschneiderte keramische Werkstoffe, Prototypen und Kleinserien, bringt seine hochfesten und bruchzähen Keramiken neuerdings mittels Spritzgussverfahren in Form. Auch hier gilt wieder: die gesamte Prozesskette muss beherrscht sein. Die individuelle Werkstoffmischungen werden zunächst unter Anwendung der pulvertechnologischen Methoden homogenisiert und anschließend mittels Scherwalzenextruder in ein spritzgussfähiges Granulat überführt. Die Verarbeitung der nanoskaligen Pulvermischungen mit konventionellen Bindemittelsystemen gelingt nur noch bedingt.

Die Chemiker im Hause OxiMaTec stellten sich den Herausforderungen und entwickelten ein eigenes Bindersystem. Dieses Bindersystem wird individuell auf die zu verarbeitenden Werkstoffformulierungen angepasst. Selbst nanoskalige Pulver lassen sich mit diesem modular aufgebauten organischen Bindersystem im Spritzgussprozess verarbeiten.

Die filigranen Werkzeuge mit den geforderten Mikro-Strukturgrößen kommen aus dem Stammhaus, Graveurbetrieb Leonhardt. Das dort vorhandene Know-how ist mittlerweile maschinenseitig auf Mikrofräsen und Poliererodieren übertragen worden. Zwecks Minimierung von Verschleiß in den Werkstoffkavitäten setzen die beiden verbundenen Unternehmen Leonhardt und OxiMaTec auf einen innovativen, selbst entwickelten Werkstoff: erodierbare Oxidkeramik:

Um der Forderung nach einem verschleißfesten, vorzugsweise keramischen Material für die wirtschaftliche Verarbeitung - vor allem einer Keramik für den Einsatz im Werkzeugbau, die sich u.a. mittels Funkenerosion bearbeiten lässt zu entsprechen ist es den Unternehmen OxiMatec und Leonhardt in enger Zusammenarbeit mit dem Institut für Fertigungstechnologie keramischer Bauteilean der Universität Stuttgart gelungen, eine erodierbare Keramik ohne Festigkeits- und Zähigkeitsverlust herzustellen.

Wolfgang Leonhardt, Inhaber des Graveurbetriebs Leonhardt, seit Jahrzehnten im Werkzeug- und Formenbau tätig, nennt eine der Schwierigkeiten, mit denen sich die Entwickler auseinandersetzen mussten. „Die thermische Dehnung und die Wärmeleitfähigkeit des Materials müssen auf den Stahlwerkstoff abgestimmt werden, damit das vorteilhafte Verschleiß- und Korrosionsverhalten der Keramik ausgenutzt werden kann.“ Dann lässt sich eine lange Lebensdauer der Formeinsätze erreichen, selbst in kritischen Bereichen wie dem Anguss beim Spritzgießen von glasfaserverstärkten Polymeren oder filigranen, scharfkantigen Kavitäten beim Verarbeiten von Metallen (MIM) oder Keramik (CIM).

Die neue Werkstoffformulierung, die auf Aluminiumoxid basiert, beschreibt Wolfgang Burger, geschäftsführender Gesellschafter der OxiMaTec: „Der elektrische Leiter in der von uns entwickelten Keramik ist ein Hartstoff. Sein Anteil beträgt gerade einmal 20 bis 24 Prozent des Gesamtvolumens. Dadurch ist es uns gelungen, dem Material eine hohe Härte bei guter mechanischer Festigkeit und Bruchzähigkeit zu verleihen. Unser Ziel ist, jedem Werkzeug- und Formenbauer zu ermöglichen, aus unserer leitfähigen Hochleistungskeramik prozesssicher Einsätze fertigen und sie in die Stahlformen für das Metall- oder Keramikspritzgießen einsetzen zu können.“