Maschinen- und Gerätebau

Unterschiedlichste Anwendungsfunktionen werden im Maschinenbau durch den Einsatz von keramischen Spritzgussteilen (Düsen, Buchsen, Leisten,…) erfüllt. Die Verschleißbeständigkeit und Härte des Materials machen es ideal für die vielfältigen Einsatzbereiche.

Schutzrohr

Gute Temperaturleitung, chemische Resistenz und Korrosionsfreiheit.

Die hohe Temperaturbeständigkeit, eine gute Wärmeleitfähigkeit und die chemische Resistenz machen die Bauteile zu optimalen Protektoren in unterschiedlichsten Anwendungsgebieten.

Die Herausforderung hier liegt allerdings am Spritzvolumen und der Bauteilgröße. Die beschränkten Fließeigenschaften von wachsbasierenden Bindersystemen verhindern ein homogenes Füllen und komplettes Schließen der sich ergebenden Bindenähte. Ausschließlich mit thermoplastbasierenden Bindersystemen, einem korrespondierenden Werkzeugkonzept und entsprechenden Spritzgussparameter wird eine reproduzierbare und sichere Fertigung gewährleistet.

Anwendungsfunktion bei diesem Bauteil Isolieren
Weitere mögliche Funktionen Schützen, Führen
Dimension
– Länge
– Durchmesser
– Wandung
89 mm
46 mm
6 mm
Gewicht
– Grünteil
– Sinterteil
335 gr
215 gr
Herstellverfahren Spritzguss mit mechanischer Nacharbeit
im gesinterten Zustand

Besonderheiten / Eigenschaften:

  • Bauteilgröße, -dimension
  • Isolierend
  • chemisch beständig
  • Chemisch beständig
  • korrosionsfrei

Düsen in Kanalreinigungssystemen

Keramische Bauteile in Kanalreinigungssystemen garantieren eine tadellose Funktion durch einen punktuellen, gezielten Strahl.

Da die Fließgeschwindigkeit des Abwassers nicht ausreicht, um abgelagerte Feststoffe in Kanälen weg zu schwemmen erfolgt die effektive Reinigung maschinell unter hohem Druck (250 bar) in Form eines scharfen Wasserstrahls. Dieser Strahl ist extrem bissig bzw. scharf und reicht aus, um Düsen aus Stahl in kürzester Zeit zu zersetzen.

Weder der hohe Wasserdruck, noch die abrasiven Fremdpartikel führen zu Verschleiß der zähen Keramik. Darüber hinaus ermöglicht die Formgebungsfreiheit des Spritzgussverfahrens die Integration eines Sechskantes, Gewinde und innenliegenden Strömungsschienen in einem Formgebungsschritt. Die Reduktion von ursprünglich vier auf nunmehr ein Bauteil der Baugruppe senkt die Herstellkosten um ein Vielfaches.

Duesen-in-Kanalreinigungssystemen

Anwendungsfunktion bei diesem Bauteil Sprühen
Weitere mögliche Funktionen Vernebeln, Sprayen,…
Material Zirkonoxid
Dimension M 4 – Höhe 5 mm – Gewicht 0,2 gr
M 10 – Höhe 13,65 – Gewicht 5,0 g

Besonderheiten / Eigenschaften dieser Düsen aus Keramik:

  • zäh, hart und verschleißbeständig
  • korrosionsfrei
  • filigrane, dreidimensionale Bauteilstruktur
    • Innen: Konisch zulaufend, Stege
    • Außen: Sechskant, Gewinde M4, M6, M8, M10
  • unterschiedlichste Bohrungsdurchmesser durch Wechselkerne
  • Bohrungsdurchmesser bis 0,1 mm

Buchsen

Keramische Führungselemente, seien es Röhrchen, Buchsen oder Wellen werden im Maschinenbau gerne eingesetzt, um aggressive, abrasive Werkstoffe exakt und reibungslos zu führen oder sensible Bauteile zu schützen.

Die hohe Temperaturbeständigkeit, die elektrische Isolationseigenschaft und die chemische Resistenz machen die Bauteile zu optimalen Protektoren. Die Freiheit der äußeren, aber vor allem der inneren Geometrie und die geringeren Produktionskosten verschaffen den Bauteilen bis zu einer definierten Größe Kostenvorteile gegenüber Extrusionsteilen.

Buchsen

Anwendungsfunktion bei diesem Bauteil Führen
Weitere mögliche Funktionen Schützen, Isolieren,….
Material Aluminiumoxid (Al2O3)
Dimension Ø 3mm; Länge 10 mm;
Wandstärke 0,4 mm
Gewicht 0,15 g

Besonderheiten / Eigenschaften:

  • hart und verschleißfrei
  • korrosionsfrei
  • chemisch beständig
  • hochtemperaturfest
  • elektrisch isolierend
  • Geradheit / Rundheit
  • End-shape-Fertigung ohne Nacharbeit

Ventilsitz

Als keramischer Werkstoff für den Ventilsitz einer Farbdosieranlage dient das chemisch resistente Aluminiumoxid.

Insbesondere der gratfreie Dichtsitz im oberen Bereich sorgt dauerhaft für eine exakte Dosierung der unterschiedlichen Farben und ist gegenüber den agressiven Medien dauerhaft resistent und formtreu. Das Feingewinde wird nachbearbeitungsfrei im Spritzgussverfahren realisiert und dient zur einfachen Bauteilmontage.

Ventilsitz

Anwendungsfunktion bei diesem Bauteil Dosiersystem abdichten
Weitere mögliche Funktionen Dosieren, Sprühen, Leiten, Isolieren,…
Material Aluminiumoxid (Al2O3)
Dimension Ø 10; Ø 8mm; Länge 16 mm
Gewicht 2 gr

Besonderheiten / Eigenschaften vom Ventilsitz aus Keramik:

  • chemisch beständig
  • hart und verschleißfrei
  • korrosionsfrei
  • Feingewinde zur Bauteilintegration
  • asymmetrische Geometrien im Innenbereich

Führungsleisten

Keramische Führungselemente, seien es Leisten, Buchsen oder Wellen werden im Maschinenbau gerne eingesetzt, um aggressive, abrasive Werkstoffe exakt und reibungslos zu führen.

Die extrem hohe Härte der keramischen Elemente reduziert den Verschleiß und erhöht dadurch die aufwändigen Instandhaltungs- und teure Reparaturintervalle. Längere Maschinenlaufzeiten und geringere Produktionsstillstände erhöhen die Rentabilität der Gesamtanlage.

Führungsleisten

Anwendungsfunktion bei diesem Bauteil Führen
Weitere mögliche Funktionen Leiten, Tragen,…
Material Aluminiumoxid (Al2O3)
Dimension Länge 155 mm
Gewicht 45 gr

Besonderheiten / Eigenschaften von Führungsleisten aus Keramik:

  • hart und verschleißfrei
  • korrosionsfrei
  • chemisch beständig
  • oberflächenoptimiert (gleitgeschliffen)
  • Geradheit
  • Einbringen Kunden-Logo werkzeuggebunden im Formgebungsprozess

Sputter- Abdeckmasken

Abdeckmasken, Sputtermasken, Beschichtungsmasken, …
Masken aus technischer Keramik dienen als sicherer, dauerhafter Schutz.

Hoch Temperaturstabil, korrosionsfrei, chemisch resistent, nicht magnetisch und nicht elektrisch leitend. Zum partiellen Schutz des zu beschichtenden oder zu bearbeitenden Bauteiles werden je nach Verfahren Abdeckmasken aus technischer Keramik verwendet. Neben der Möglichkeit zur Abbildung filigranster Strukturen, wie z.B. variable Bohrungen, Sacklöcher, Stege oder Dome, gewährleistet das Produktionsverfahren auch die anwendungsbedingt notwendige hohe Ebenheit der Spritzgussteile.

keramik-in-branchen_maschinenbau_sputter-abdeckmasken

Anwendungsfunktion bei diesem Bauteil Schützen
Weitere mögliche Funktionen Isolieren …
Material Al2O3 (> 99,7)
Gewicht > 0,5 gr
Ebenheit (as fired) 0,1
Herstellverfahren Spritzguss

Besonderheiten / Eigenschaften dieses Bauteiles:

  • korrosionsfrei
  • Hochtemperaturstabil
  • chemisch beständig
  • hohe Härte
  • Elektrisch isolierend
  • Hohe Lebensdauer

Fluid Konnektor

Aufgrund der chemischen Resistenz, der hohen Temperaturbeständigkeit, der Korrosionsfreiheit und des absolut dichten Gefüges (Gasdicht) eignen sich keramische Bauteile hervorragend als Leitungselemente in sensiblen Anwendungen mit aggressiven oder kritischen Medien, gleichgültig ob in flüssiger Form oder als Gase.

Die Formgebungsfreiheit des Spritzgussverfahrens wiederum ermöglicht filigrane, extravagante Konturen, die in einem einzigen formgebenden Prozess hergestellt werden können. Schwachstellen, wie sie z.B. beim Anschweißen weiterer Bauteilelemente auftreten können, bleiben in diesem Prozess außen vor.

Fluid-Konnektor

Anwendungsfunktion bei diesem Bauteil Treibstoff leiten
Weitere mögliche Funktionen Führen, Fördern, Isolieren …
Material Aluminiumoxid (Al2O3); Mischoxide
Dimension Schenkellänge 30 mm
Kanaldurchmeser 5 mm
Gewicht 15 gr

Besonderheiten / Eigenschaften der keramischen Spannzange:

  • chemisch resistent
  • korrosionsfrei
  • absolut inert (gasdicht)
  • hoch temperaturbeständig
  • one shape – Formgebung

Keramische Spannzange

Die hohe Flexibilität und das gute Isolierverhalten von Zirkonoxid wirkt sich außerordentlich positiv bei keramischen Spannzangen aus.

Das Reibschweißen ist ein Pressschweißverfahren, bei dem die Erwärmung der zu fügenden, fest eingespannten Teile durch mechanische Reibung erfolgt. Im vorliegenden Anwendungsfall werden die zu schweißenden Elemente durch keramische Spannzangen aus Zirkonoxid gehalten. Die hervorragende Isolationseigenschaft der Keramik sichert die erforderliche Wärme am Applikationspunkt. Die Flexibilität des Materiales ermöglicht das Aufbringen eines hohen mechnischen Druckes.

Keramische-Spannzange

Anwendungsfunktion bei diesem Bauteil Metalle halten
Weitere mögliche Funktionen Isolieren, Führen, …
Material Zirkonoxid (ZrO2)
Dimension Höhe 28 mm
Ø Innen 7mm
Ø Außen 17 – 12 mm
Gewicht 1,5 gr

Besonderheiten / Eigenschaften der keramischen Spannzange:

  • isolierend
  • korrosionsfrei
  • nicht haftende Oberfläche
  • hoch temperaturbeständig
  • mechanisch flexibel
  • Federgeometrie über mechanische Hartbearbeitung
  • Federnut 0,6 mm

Führungsfläche

Keramische Führungselemente, seien es Leisten, Buchsen oder Wellen werden im Maschinenbau gerne eingesetzt, um aggressive, abrasive Werkstoffe exakt und reibungslos zu führen.

Die extrem hohe Härte der keramischen Elemente reduziert den Verschleiß und folglich die aus Instandhaltungen und Reparaturen resultierenden Kosten. Längere Maschinenlaufzeiten und geringere Produktionsstillstände erhöhen folglich die Rentabilität der Gesamtanlage. Im vorliegenden Beispiel wurde die Keramik an der applikationskritischen Stelle in einen metallischen Träger mittels Kleben integriert und als Baugruppe überschliffen. Damit wird eine homogene, absolut präzise Oberflächenstruktur und -höhe erzielt.

Fuehrungsflaeche

Anwendungsfunktion bei diesem Bauteil Führen
Weitere mögliche Funktionen Leiten, Tragen,…
Material Aluminiumoxid (Al2O3)
Dimension Länge 35 mm
Gewicht 28 gr

Besonderheiten / Eigenschaften von Führungsleisten aus Keramik:

  • hart und verschleißfrei
  • korrosionsfrei
  • oberflächenoptimiert (gleitgeschliffen)
  • Integration in die Baugruppe mittels „Kleben“
  • Überschleifen der Baugruppe für höchste Oberflächenqualität

Keramische Ventilkugel

Mit einem Spritzgussteilgewicht von 375 gr, einem Sinterteilgewicht von 312 gr und einem Durchmesser von 80 mm gehört die Ventilkugel sicher zu den größten und schwersten Bauteilen die aus technischer Keramik im Spritzgussverfahren bislang hergestellt wurden.

In der chemischen Industrie und der Verfahrenstechnik zählt die technische Keramik zu den bevorzugten Materialien. Bedingt durch deren chemische Resistenz, der Korrosionsfreiheit, der hohen Temperaturbeständigkeit, einer geringen Längenausdehnung bei unterschiedlichsten Umgebungstemperaturen und last but not least durch deren Härte zeigen sich keramische Kugelventile selbst gegen widrigste, abrasive Medien und Materialien dauerhaft resistent.

Keramische-Ventilkugel

Anwendungsfunktion bei diesem Bauteil Flüssigkeiten dosieren
Weitere mögliche Funktionen Führen, Leiten,…
Material Aluminiumoxid (Al2O3)
Dimension Ø 80 mm
Gewicht Spritzgussteilgewicht von 375 gr
Sinterteilgewicht von 312 gr

Besonderheiten / Eigenschaften dieser Düsen aus Keramik:

  • hart und verschleißfrei
  • korrosionsfrei
  • wirtschaftliche, reproduzierbare Herstellung
  • Volumen

Halter im Feingussbereich

Während des Abgussvorganges im Feinguss kommt es zu einer extremen und plötzlichen Temperaturveränderung, die nur wenige Materialien schadlos überstehen. Aluminiumtitanat ist eines davon.

Kläger überführte 2010 das Material ATi (Aluminiumtitanat) in ein spritzfähiges Compound. Auch für Bauteile aus ATi lässt sich nun die hohe Formgebungsfreiheit des Spritzgussverfahrens für filigrane, extravagante Konturen nutzen. Kostengünstig, da in einem einzigen formgebenden Prozess hergestellt.

Halter-im-Feingussbereich

Anwendungsfunktion bei diesem Bauteil Halter im Produktionsprozess „Feinguss“
Weitere mögliche Funktionen Führen, Schützen, Isolieren …
Material Aluminium-Titanat
Dimension Länge 30 mm
Durchmeser 6 mm
Gewicht 2,5 gr

Besonderheiten / Eigenschaften dieses Bauteiles:

  • TWB (Temperaturwechselbeständigkeit) extrem gut
  • Mittlerer Wärmeausdehungskoeffizient 0,5 – 2 (10-6 K-1)
  • Wärmeleitfähigkeit 1,5 – 3 (Wm-1 K-1)
  • chemisch resistent
  • korrosionsfrei
  • one shape – Formgebung