Werkstoffe 22.09.2000, 17:26 Uhr

Keramik auf dem Kolben, Porzellan von der Rolle

Auf der Messe Materialica nächste Woche in München werden Produkte gezeigt, die über die klassischen Anwendungen der Hightech-Keramik hinausgehen.

Aluminium und Keramik sorgen nebeneinander im Motorblock des Porsche Boxster für geringen Verschleiß, geringe Toleranzen und geringen Ölverbrauch: Die Laufflächen der Zylinder sind mit hochporösen, abriebfesten Keramikhülsen verstärkt. Keramik kann Leichtbau-Metalle wie Aluminium oder Magnesium dort verstärken, wo die Metalle an ihre Grenzen stoßen, bei hohen mechanischen Belastungen oder extremen Temperaturen.
Metall-Matrix-Verbunde, auch als MMC (Metal Matrix Composites) bezeichnet, vereinigen die Vorteile beider Komponenten – das geringe Gewicht des Metalls und die Beständigkeit der Keramik. CeramTech zeigt auf der Materialica 2000 ein neues pulvertechnologisches Verfahren zur Herstellung von vorgeformten Keramikteilen (Preforms), die sich beim Gießen nahtlos mit dem Aluminium des Motorblocks verbinden. Die Ideen für zukünftige Anwendungen der MMC-Technik reichen von der Computerindustrie bis zur Luft- und Raumfahrt.
Doch Neues muss nicht immer aus der Industrie in den Hightech-Alltag kommen. Porzellan begegnet uns schon beim Frühstück – als Tasse, in Form von Gebrauchsgegenständen unseres Lebens, die nicht mehr wegzudenken sind. Porzellan vereinigt darüber hinaus Eigenschaften, die auch für technische Anwendungen von Interesse sind: Es ist beständig gegen Hitze und Chemikalien, elektrisch isolierend, dicht, und leitet die Wärme nur sehr langsam.
Die Bearbeitung und Anwendung von Porzellan ist durch seine ausgeprägte Sprödigkeit beschränkt. Das Oberpfälzer Unternehmen Kerafol zeigt auf der Messe in München flexible Porzellanfolien von ca. 200 mm bis 2 mm Dicke, die beispielsweise in der Mikroelektronik und Sensorik eingesetzt werden können. Die Folien sind transparent und leicht zu formen – damit bieten sie auch Künstlern und Designern interessante Möglichkeiten.
Porzellanfolien sind eine kostengünstige Variante keramischer Folien, ein Verbund aus einem Polymer mit einem hohen Keramikanteil. Zunächst wird die Folie gegossen, das Material läuft durch einen Trocknungstunnel und liegt dann als Polymermatrix mit eingebettetem Keramikpulver vor. Diese zwischen 80 mm und einigen Millimetern dicke „Grünfolie“ ist flexibel – sie kann wie jede andere thermoplastische Folie weiterverarbeitet werden: Beliebige Formen können aus der Folie gestanzt werden, eine Papierschere genügt, um sie zu schneiden, die Folien lassen sich bedrucken und laminieren. Die keramischen Folien können rasch und kostengünstig in keramische Bauteile umgesetzt werden.
Kerafol gießt die Folien als Dienstleistung und entwickelt und produziert keramische Grünfolien individuell auf die Anforderungen des jeweiligen Anwenders abgestimmt. Nach der Sinterung entsteht eine harte und chemisch beständige Keramik.
Wenn ein Bauteil ausfällt, ist der Stillstand einer Maschine oder die Wartung oft deutlich teurer als das Teil selbst. Jedes Bauteil soll daher möglichst lange leben – eine Anforderung, die oft aus Kostengründen nur eingeschränkt erfüllt wird. Eine verschleißfeste Beschichtung kann oft eine Alternative zu teuren Werkstoffen sein.
Eine Panzerung gegen Abrieb und Korrosion, die leicht aufzubringen ist – das will ein hochflexibles Band der Firma Euromat leisten, das auf der Materialica zu sehen ist. Das Panzerband besteht aus Metalllegierungen und Zusätzen wie Hartstoffen und nur 1 % bis 4 % Bindemittel. Bei der Verarbeitung entsteht kein Staub, die Anwendungsmöglichkeiten sind vielfältig: In der Glas- und Baustoffproduktion, im Turbinenbau oder für die Bodenbearbeitung.
Die Materialica 2000, die 3. Internationale Fachmesse für innovative Werkstoffe, Verfahren und Anwendungen, findet als europäische Zuliefermesse für Entwickler und Einkäufer mit dem Fachkongress Materials Week (vormals Werkstoffwoche) und erstmalig auch der Magnesium Conference vom 25. bis 28. September 2000 auf der Neuen Messe München statt. Ziel der Materialica ist es, einen umfassenden materialien- und branchenübergreifenden Überblick zu vermitteln.
Auch in diesem Jahr findet der Fachbesucher das gesamte Angebotsspektrum in acht Bereiche untergliedert: Plastic, Composites, Metals, Ceramics, Applications and Technologies, Measurement and Testing, Surface engineering, Product development.
Auf der „Rapid World“ werden Verfahren und Werkstoffe präsentiert, um die Entwicklung von Prototypen zu beschleunigen und damit den Time-to-Market-Prozeß zu optimieren. Bei der „Surface World“ dreht sich alles um dien neuesten Verfahren in der Veredelung von Oberflächen. Die „Light Metal World“ gibt einen Überblick über die vielfältigen Einsatzbereiche der Leichtmetalle. Premiere feiert dieses Jahr eine neue Focus-Area, die „Plastics Composites World“. Auf ihr sind innovative Gestaltungsfacetten von Kunststoff und seinen Verbundmaterialien zu sehen. MMG/KÄM

 

Ein Beitrag von:

  • Siegfried Kämpfer

    Ressortleiter Produktion VDI nachrichten. Fachthemen: Produktionstechnik, Maschinenbau, Fabrikautomatisierung.

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