Grünfolienhinterspritzen von Pulverwerkstoffen
Sowohl im medizinischen als auch im Automobilbereich werden zunehmend Komponenten benötigt, die aus verschiedenen Keramiken oder Metall-Keramikhybriden bestehen. Um derartige Werkstoffkombinationen zu realisieren, wird der aus der Kunststoffverarbeitung bekannte Mehrkomponentenspritzguss auf keramische und metallische Pulverwerkstoffe adaptiert. Unter Nutzung dieses Verfahrens gelingt es, komplexe Bauteile in geometrischer Gestaltungsfreiheit, Multifunktionalität und Serienfähigkeit herzustellen. Zudem wird die Anzahl der Fertigungsschritte reduziert und die Systemintegration vereinfacht.
Das Fraunhofer IKTS stellt am Beispiel eines Fadenführers aktuelle Ergebnisse zum Grünfolienhinterspritzen von Pulverwerkstoffen vor, die im Rahmen einer Forschungskooperation mit der Helmut-Schmidt-Universität der Bundeswehr und der Universität Karlsruhe sowie acht Unternehmen entstanden sind. Bei dieser Technologie, einem speziellen Verfahren des Mehrkomponentenspritzguss, werden keramische oder pulvermetallische Grünfolien als vorkonfektionierte Halbzeuge in die Spritzgussform eingelegt und mit dem Feedstock des jeweiligen Verbundpartners angespritzt. Zusätzliche Fügeverfahren können eingespart werden, da die Umsetzung des Werkstoffverbundes im Spritzgussprozess erfolgt.
Die technologische Herausforderung in der Herstellung derartiger Bauteile liegt in der Anpassung der Schwindungseigenschaften der Verbundpartner während der gemeinsamen Entbinderung und Sinterung in der Serienfertigung. Für einen zuverlässigen Betrieb unter Einsatzbedingungen sind darüber hinaus angepasste thermophysikalische Eigenschaften erforderlich. Die Prozessoptimierung erfolgte in Hinblick auf die Qualität des Schicht- und Werkstoffverbundes sowie die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens.
Die präsentierten Arbeiten wurden im Rahmen des InnoNet-Projektes „Innovatives Serienfertigungsverfahren für hochpräzise, multifunktionelle Mikroteile durch Grünfolienhinterspritzen von Pulverwerkstoffen (GreenTaPIM)“ vom BMWi gefördert.
Standinfo: Halle 8, Stand L113
Ihr Ansprechpartner:
Dr. Reinhard Lenk
Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme
Winterbergstraße 28
01277 Dresden
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