Aluminiumoxid Keramik bearbeiten


Was sind die besten Prozesse um Keramik zu bearbeiten?

Unter den keramischen Werkstoffen wird Aluminiumoxid am häufigsten eingesetzt. Es hat eine ausgezeichnete elektrische Isolierung und bringt eine sehr gute Durchschlagfestigkeit mit. Dank der Temperaturbeständigkeit bis zu 1.750 °C eignet sich Aluminiumoxid hervorragend für Hochtemperatureinsätze und für elektrische Anwendungen.
Produkte aus Aluminiumoxid

Der Begriff „technische Keramik“ fasst verschiedene Keramikwerkstoffe zusammen. Das Besondere daran: Für eine optimale Anwendung werden sie in ihren Eigenschaften auf die jeweiligen technischen Anwendungen perfekt zugeschnitten.


Neben der Reinheit sind unter anderem eine engere Toleranz der Korngrösse der Ausgangsstoffe sowie spezielle Herstellungs- und Brennverfahren relevante Unterscheidungskriterien zu Gebrauchskeramiken, Fliesen, Sanitärobjekten oder Ähnlichem. Technische Keramik wird auch als industrielle Keramik, Hochleistungskeramik, Industrie- oder Ingenieurkeramik bezeichnet.

Aluminiumoxid und Co. – eine kurze Einführung in die technische Keramik

Technik und Wissenschaft unterliegen einem kontinuierlichen Prozess der Weiterentwicklung. Diese Entwicklung zieht immer anspruchsvollere und intelligentere Technologien nach sich. Und dieser Prozess verändert in zunehmendem Masse auch die Anforderungen an moderne Werkstoffe.


Unter den keramischen Werkstoffen wird Aluminiumoxid am häufigsten eingesetzt. Es hat eine ausgezeichnete elektrische Isolierung und bringt eine sehr gute Durchschlagfestigkeit mit. Dank der Temperaturbeständigkeit bis zu 1.750 °C eignet sich Aluminiumoxid hervorragend für Hochtemperatureinsätze und für elektrische Anwendungen.


Unter anderem fordern die Abnehmer von technischer Keramik mehr Festigkeit, um materialsparende Konstruktionen zu ermöglichen. Leichtere Bauteile sind erforderlich, um maximale Energieeinsparungen zu realisieren. Eine höhere Qualität steht für mehr Sicherheit. Eine längere Lebensdauer ist ebenfalls gewünscht, denn die Wirtschaftlichkeit spielt letztlich immer eine entscheidende Rolle.


Für eine sinnvolle und effektive Nutzung der technischen Keramik sind werkstoffgerechte Konstruktionen und Fertigungsmethoden sowie keramikgerechte Anwendungen essenzielle Voraussetzungen. Es genügt nicht, einfach ein Bauelement aus herkömmlichem Material detailgetreu als Keramik-Version abzubilden.


Um ein keramisches Serienbauteil zu entwickeln, sind die elektrischen und thermischen ebenso wie die mechanischen und chemischen Belastungen zu berücksichtigen. Um die passenden Werkstoffe zu finden, werden entsprechende Schlüsselbelastungen zum Herausfiltern herangezogen.


Die Anforderungen an den neuen keramischen Werkstoff sind hoch: Er muss nicht nur den Analysen der technischen Problemstellung gerecht werden. Über seine gesamte Lebenszeit sind ein angemessenes Preis-Leistungs-Verhältnis und gegebenenfalls ein entsprechender Zusatznutzen gefordert. Im nächsten Schritt stehen die Zeichnung und die Umsetzbarkeit im Fokus.


Dann folgt die Optimierung für die Herstellung.Vielfach sind die geforderten Toleranzen für alle Flächen vergleichsweise eng. Eine Unterscheidung zwischen allgemeinen Toleranzen, speziellen Toleranzen für Funktionsflächen und keramiktypischen Toleranzen ist dafür notwendig.


Manchmal ist es erforderlich, die Funktionsprinzipien und eine Neukonstruktion bzw. Überarbeitung der Baugruppe zu diskutieren. Als erfahrener Keramikhersteller begleiten wir Sie auf dem gesamten Weg.

Auf Wachstum programmiert: technische Keramik

Die überlegene Eigenschaft, beinahe ungeachtet von chemischen, mechanischen und thermischen Einflüssen ein Höchstmass an Belastbarkeit zu bieten, birgt ein sehr hohes Potenzial. Thermische Belastbarkeit und hohe Abriebfestigkeit sind die beiden Säulen für den bisherigen Siegeszug des Werkstoffs.


Korrosion, wie sie bei vielen Metallen auftreten kann, kennt Keramik nicht. Technische Keramik aus erodierbarem Siliziumnitrid als Werkstoff für Form- und Werkzeug Werkzeuge hat im Vergleich zu Metalllegierungen mit einer deutlich höheren Festigkeit die Nase eindeutig vorne.

Eine neue Generation der Werkstoffe: faserverstärkte Hochleistungskeramik

Technische Keramik überzeugt im täglichen Einsatz mit zahlreichen Qualitäten – zum Beispiel mit einer sehr guten Biokompatibilität bei Zahnimplantaten, Hüftimplanteten, Fingerimplantaten, und diverse im Körper eingesetzte Implantate.

Auch Piezoelektrizität in der Sensorik und Aktorik sprechen für technische Keramik. Früher waren selbst hoch spezialisierte Keramiken von einer mangelnden Bruchzähigkeit betroffen. Längst wurden auch hier wichtige technologische Fortschritte erzielt. Keramische Verbundwerkstoffe und faserverstärkte Keramiken der neuesten Generation eröffneten den Weg zu neuen und anspruchsvollen Anwendungen. Dazu gehören unter anderem die Energieumwandlung und Energieerzeugung.

Höhere Wirkungsgrade für Motoren und Maschinen – dank keramischer Werkstoffe

Um die fossilen Energieträger bestmöglich zu schonen, steht vor allem im Bereich der Antriebstechnologien auf Verbrennungsbasis ein steigender Wirkungsgrad im Vordergrund. Bei Ventilen, Dichtungen, Gleitlagern und Rotorblättern wird eine immer höhere mechanische und thermische Belastbarkeit gefordert.


Aufgrund ihrer Abriebfestigkeit spielen keramische Werkstoffe hier viele Vorteile aus. Rotoren, die in Turbinen Anwendung finden, müssen extremer Hitze ebenso wie starken mechanischen Belastungen über einen möglichst langen Zeitraum standhalten.


Metall-Legierungen weisen entsprechende thermische Anfälligkeiten auf – daher kommen sie für einen Einsatz nicht mehr infrage. Hier zeigen faserverstärkte Hochleistungskeramiken ihre Stärken und gleichen den bereits bekannten Nachteil aus. Im Vergleich zu traditionellen Werkstoffen fallen die Herstellungskosten für spezielle Keramikwerkstoffe deutlich höher aus.


Im Gegenzug dazu können sie dank einer längeren Lebensdauer und ihrer Abriebfestigkeit über einen längeren Zeitraum eingesetzt werden. Gleichzeitig bringen diese Produkte eine geringere Wartungsintensität mit sich.

Die Herstellung von technischer Keramik

Um ein keramisches Bauteil herzustellen, das optimal auf Ihre Bedürfnisse und Anforderungen zugeschnitten ist, kommen ausgewählte Rohstoffe wie Aluminiumoxid, Zirkonoxid, Siliziumcarbid, Siliziumnitrid und dazu passende Herstellungsverfahren zur Anwendung.
Herstellungsprozess technische Keramik

Um ein keramisches Bauteil herzustellen, das optimal auf Ihre Bedürfnisse und Anforderungen zugeschnitten ist, kommen ausgewählte Rohstoffe wie Aluminiumoxid, Zirkonoxid, Siliziumcarbid, Siliziumnitrid und dazu passende Herstellungsverfahren zur Anwendung.


Die Pulver, die jeweilige Formgebung und der Sinterprozess bestimmen gemeinsam während des gesamten und komplexen Herstellungsprozesses das sogenannte Mikrogefüge. Damit werden dann auch die Eigenschaften der Produkte definiert. Qualifizierte Herstellungsverfahren ermöglichen eine gleichbleibend hohe Qualität. Um diese sicherzustellen, werden die Fertigungsverfahren sowie deren Ergebnisse und Vorschriften regelmässig überwacht und routinemässig protokolliert.

Zwei Varianten der Masseaufbereitung

Grundsätzlich bieten sich für die Masseaufbereitung zwei Möglichkeiten an:


1. Der Hersteller von technischer Keramik bezieht selbst die Rohstoffe.

Er nimmt die notwendigen Aufbereitungsschritte in Eigenregie vor. Dabei gilt es für die unterschiedlichen Verfahren der Formgebung, darauf zugeschnittene Arbeitsmassen


bereitzustellen: Suspensionen für das Giessen. Für das Pressen kommen Granulate zur Anwendung, bildsame Masse für das Extrudieren.

2. Bei der zweiten Möglichkeit bezieht der Keramikhersteller bereits verarbeitungsfertige Massen. Der keramische Prozess beginnt in diesem Fall direkt mit der Formgebung.

Formgebung in technische Keramik

Für die Formgebung verdichten wir die Pulverteilchen und bringen sie so in eine zusammenhängende Form. Das geformte, aber noch ungebrannte Pulverhaufwerk wird als Grünling oder Grünkörper bezeichnet. Bei Bedarf ist es möglich, sie vor dem Brand noch zu bearbeiten. Werden entsprechende Arbeitsschritte erst nach dem Brand durchgeführt, sind diese deutlich aufwendiger und mit höheren Kosten verbunden.
Formgebung technische Keramik

Für die Formgebung verdichten wir die Pulverteilchen und bringen sie so in eine zusammenhängende Form. Das geformte, aber noch ungebrannte Pulverhaufwerk wird als Grünling oder Grünkörper bezeichnet. Bei Bedarf ist es möglich, sie vor dem Brand noch zu bearbeiten. Werden entsprechende Arbeitsschritte erst nach dem Brand durchgeführt, sind diese deutlich aufwendiger und mit höheren Kosten verbunden. Im Grünling darf es nicht zu merklichen Texturen und Dichtegradienten kommen. Diese können sich im Brand unter Umständen noch verstärken. So entstehen innere mechanische Spannungen und Verformungen. Diesen Umstand gilt es bei den verschiedenen Formgebungsverfahren zu beachten. Das sogenannte Trockenpressen eignet sich für massgenaue Massenartikel.