Herstellungsverfahren & Möglichkeiten

Unsere Produktionskompetenz

Unterschiedlichste Verarbeitungsarten

Nach Ihrer Vorgabe formen wir aus unseren Werkstoffen Siliziumnitrid, Siliziumkarbid und Zirkonoxid Grünlinge – bereits so exakt, dass nach dem Sinterprozess das Bauteil kaum noch weiter bearbeitet werden muss. Mit unserem hochmodernen Maschinenpark erzeugen wir ein hochpräzises Produkt mit dem gewünschten anwendungsspezifischen Eigenschaftsprofil. Auf den Mikrometer genau bohren, schleifen, läppen, polieren oder honen wir unsere Keramikbauteile, sodass sie sich ohne Abweichungen in Ihre Anlagen, Maschinen und Geräte einbauen und an Ihren Produktionsablauf anpassen lassen.
Kaltisostatisches Pressen

Beim kaltisostatischen Pressen wird das Keramikpulver in eine Gummiform gefüllt und mit Flüssigkeitsdruck von allen Seiten gleichmäßig gepresst. Dabei entsteht ein z.T. endkonturnahes Halbzeug. Diese wird durch spanende Bearbeitung im „Grünzustand“ in die gewünschte Form gebracht. Nach der Formgebung wird das Werkstück gebrannt bzw. gesintert. Dabei sind gleichmäßige Eigenschaften im gesamten Werkstück möglich.

Wir pressen große Teile bis 900 mm Durchmesser und 2300 mm Länge bei bis zu 150 MPa, kleine Teile bis 120 mm Durchmesser und 500 mm Länge bei bis zu 150 MPa Pressdruck.

Uniaxiales Pressen

Für einfach-geometrische Teile wie Platten, Zylinder oder Kugeln mit Durchmesser-zu-Höhen-Verhältnis < 3 kann die Urformgebung mittels uniaxialem Pressen erfolgen. Hierzu stehen verschiedene Pressen mit bis zu 1600 Tonnen Auflast zur Verfügung.

Spritzguss und Extrusion

Die Herstellung von Keramikteilen lässt sich auch über die in der Kunststofftechnik üblichen Spritzguss – und Extrusionstechniken realisieren. Dabei verwendet man eine thermoplastisch formbare Masse, in die ein sehr hoher Gehalt an keramischen Pulverpartikeln eingearbeitet wurde. Die Organik dient im Gegensatz zur Kunststofftechnik nur zur Plastifizierung und Formgebung. Sie muss vor dem Sintern aus den hergestellten Rohteile wieder über Lösungs- oder Zersetzungsprozesse entfernt werden, was die mögliche Wandstärke auf aktuell ca. 8 – 10 mm begrenzt.

Der wesentliche Vorteil dieser Verfahrenstechnik liegt jedoch in der sehr kosteneffizienten und reproduzierbaren Fertigung endkonturnaher und ggf. komplex-geometrischer Bauteile.

Pyrolyse/Entbindern

Bei der Pyrolyse / Entbinderung wird das organische Bindemittel, das temporär für die Formgebung benötigt wird, rückstandsfrei aus dem keramischen Vorkörper ausgebrannt. Die dabei entstehenden Schwelgase werden über eine thermische Abgas-Nachverbrennung (TNV) unschädlich gemacht.

Wir pyrolysieren bzw. entbindern Bauteile bis 800 mm Durchmesser und 1.700 mm Höhe bei maximal 650°C unter Luft, respektive 850°C unter Schutzgas.

Sintern

Keramische Vorkörper werden zunächst bei Raumtemperatur aus einer Rohmasse, z.B. einem Granulat aus Pulver und Binder, einem Schlicker aus Pulver und Flüssigkeit oder einem "Feedstock" aus Pulver und Thermoplast mit unterschiedlichen Verfahren geformt und ggf. über Grünbearbeitung vorstrukturiert. Dichte Bauteile mit den für die Keramik typischen Werkstoffeigenschaften erhält man aber erst nach dem Sintern bei hohen Temperaturen.

Nichtoxidkeramische Werkstoffe müssen unter Vakuum oder Schutzgas gesintert werden, da sie sonst verbrennen oder sich zersetzen würden. Dafür kommen widerstands- und induktiv beheizte Hochtemperaturanlagen zum Einsatz.

Wir sintern kundenspezifische Bauteile mit bis 700 mm Durchmesser und 1.500 mm Höhe bei maximal 2.400 °C, unter Vakuum/Schutzgas oder bis zu 1 MPa Gasdruck.

Heißpressen

Pulver, Pulvermischungen und Granulate - metallisch und nichtmetallisch - lassen sich durch Erhitzen und zusätzliches Aufbringen eines uniaxialen Pressdruckes zu Platten und scheibenförmigen Halbzeugen verdichten.

Auf diese Weise können auch Werkstoffe und Komposite sinterverdichtet werden, die für druckloses oder druckunterstützes Sintern zu refraktär bzw. zu sinterträge sind und deshalb nicht dicht sintern.

Wir können bei FCTI Bauteile bis 400 mm Durchmesser mit einer Presskraft von bis zu 2.500 kN sowie Bauteile bis 270 mm Durchmesser mit einer Presskraft von bis zu 1.000 kN bei maximaler Temperatur von 2.200 °C im Vakuum oder unter Schutzgas (bis 0,1 MPa) heißpressen.

Schlickerguss

Keramische Schlicker (Suspensionen mit definierter Viskosität) lassen sich auch direkt in Gipsformen vergießen. Die Gipsform entzieht dem Schlicker dann das Wasser bzw. Lösungsmittel, so dass sich mit der Zeit ein sogenannter Scherben auf der Form-Innenseite bildet. Dieser lässt sich im Nachgang trocknen und zu Keramikteilen sintern.

Diese Formgebungsmethode ist ideal zur kosteneffizienten Herstellung von Bauteilen mit konstanter Wandstärken (bis zu 8 mm). FCTI beherrscht den Schlickerguss auch für die schwer über Schlickerguss verarbeitbaren Nichtoxid-Keramiken Si3N4 und SiC, sowie Herstellungstechniken für sehr große und schwere Bauteile.

Grünbearbeitung

Kaltisostatisch oder uniaxial gepresste Rohteile und Blöcke aus gepresstem Pulver lassen sich bei FCT über Dreh- und Fräsprozesse auch endkonturnah zu Bauteilen vorbearbeiten. Dies ermöglicht es, komplexe Strukturen bereits vor dem Sintern endkonturnah zu erstellen. Dies kann dabei helfen, Aufwand und Kosten für die anschließende Schleifbearbeitung in Grenzen zu halten.

Heißisostatisches Pressen

Heißisostatisches Pressen (HIP) ergibt bei Bauteilen eine höhere Dichte. Verdichtet wird dabei durch das Aufbringen eines isostatischen Gasdrucks.

Wir können vorgesinterte Bauteile oder entsprechend gekapselte Pulver mit Abmessungen von 280 mm im Durchmesser und 900 mm in der Länge heißisostatisch (nach-)verdichten. Dabei sind Sintertemperaturen von 2.000 °C und ein N2- bzw. Ar-Gasdruck von maximal 200 MPa möglich.

Endbearbeitung

Nach dem Sintern weisen keramische Bauteile häufig eine rauhe und unpräzise Oberfläche, Sinterhaut und/oder Geometrie auf. Wenn die bauteilspezifischen Anforderungen an Form, Maßhaltigkeit, Toleranz bzw. Oberflächengüte "as-fired" nicht erfüllt werden können, lässt sich das Bauteil zunächst mit Aufmaß fertigen und anschließend durch Rund-, Flach, Trenn- und 3D-CNC-gesteuertes Schleifen oder Polieren endbearbeiten.

Da die hohe Härte der Keramik den Einsatz von Diamant-Schleifwerkzeugen und langen Bearbeitungszeiten nötig macht, stimmen wir alle zu bearbeitenden Flächen und Kanten, Bearbeitungsschritte und Toleranzen mit unseren Kunden bauteilspezifisch ab.

Ihr Partner für individuelle Lohnfertigung

Möglichkeiten der Endbearbeitung

Nachfolgend ein Überblick zu unseren wesentlichen Endbearbeitungsmöglichkeiten

Weitere Möglichkeiten der Endbearbeitung sind auf Nachfrage verfügbar!

  • 3D Schleifen

    bis 700 mm Durchmesser und 600 mm Höhe

    Wir halten einige Maschinen dafür vor.
  • Bohren

    Bis 200 mm Bohrungsdurchmesser

  • Flachschleifen

    maximal 2200mm x 1100 mm Fläche und 600 mm Höhe

  • Honen

    20mm bis 190mm Durchmesser und maximal 700 mm Länge

  • Rundschleifen

    maximal 650 mm Durchmesser und 1800 mm Länge

  • Trennschleifen

    maximal 300 mm Durchmesser und 2000 mm Länge

FCT Ingenieurkeramik GmbH
Gewerbepark 11
D-96528 Frankenblick
Tel.: +49 36766 / 868 -0
Fax: +49 36766 / 868 68
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