Additive Fertigung

Keramik-Produkte: Vom Einzelstück bis zur Serie

In stark wachsendem Umfang wendet sich das Werkstoffzentrum Rheinbach (WZR) der Entwicklung und Realisierung ästhetisch anspruchsvoller Bauteile und Produkte aus Zirconiumoxid zu. Dazu setzt das Unternehmen vor allem zwei Fertigungsverfahren ein: Das Niederdruck-Spritzgießen und die hochgenaue mechanische Bearbeitung in einer neuen Fertigungsanlage. Mit diesen Alternativen bietet sich stets die optimale Lösung aus Qualität und Wirtschaftlichkeit.
Die fertigungstechnischen Möglichkeiten des WZR reichen bis zum Modedesign, etwa wenn Manschettenknöpfe gestaltet und gefertigt werden.

Hochwertig und edel sehen sie aus, die Schmuckstücke, Manschettenknöpfe und Schubladengriffe aus schwarzem und weißem Zirconiumoxid (ZrO2). Die optisch ansprechenden Teile aus der Produktpalette des WZR dokumentieren, dass sich diese Hochleistungskeramik nicht nur für Anwendungen mit hohen technologischen Anforderungen eignet, sondern auch für die Herstellung ästhetisch anspruchsvoller Designobjekte oder Möbelbeschläge mit glänzenden, matten oder strukturierten Oberflächen. Aufgrund seiner Werkstoff-Eigenschaften besitzt Zirconiumoxid eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen chemische, thermische und mechanische Einflüsse. Mit anderen Worten: Aus Zirconiumoxid gefertigte Produkte sind sehr belastbar und erreichen eine lange Lebensdauer. Das Material verfügt also über seinen optischen Reiz hinaus über Qualitätsmerkmale, die gerade für Gebrauchsgegenstände wie Schmuck oder Bedienelemente gefragt sind. Auch hinsichtlich Haptik und Gewicht vermittelt der Werkstoff einen sehr hochwertigen Eindruck. Die weißen Zirconium-Teile erinnern gar an Elfenbein.

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Zur Entwicklung und Herstellung innovativer Serienprodukte aus Zirconiumoxid nutzt das WZR je nach Anforderung vor allem zwei Formgebungsverfahren. Dabei handelt es sich um den Niederdruck-Spritzguss (Low Pressure Injection Moulding/ LPIM) und die mechanische Hartbearbeitung. Mit beiden Verfahren lassen sich komplexe keramische Fertigprodukte und Bauteile mit großer Detailtreue und hoher Oberflächengüte realisieren.

Aufs Hundertstel genau

Beim Niederdruck-Spritzguss, auch als Heißgießen bekannt, wird eine niedrig schmelzende Wachs-Keramik-Suspension von circa 80 °C in eine Silikonform gegossen. Dieses kostengünstige Formgebungsverfahren benötigt vergleichsweise wenig Zeit. Zudem lassen sich damit Toleranzen von bis zu 0,1 Millimetern erreichen. Die heißgegossenen Teile werden in einem angeschlossenen Sinterprozess verfestigt.

Etwas zeitaufwändiger als das Niederdruck-Spritzgießen, dafür aber von höchster Genauigkeit ist die mechanische Hartbearbeitung. Das neue Bearbeitungszentrum des WZR erlaubt beispielsweise beim Fräsen, Bohren und Schleifen von Rohlingen oder Fertigteilen Toleranzen von +/- 0,01 Millimetern! Zudem bearbeitet die moderne Anlage neben Hochleistungskeramiken – wie eben Zirconiumoxid – auch Glas und Glaskeramik. Mit den vorgestellten Verfahren bietet das WZR ein breites Spektrum moderner Fertigungstechniken zur Herstellung keramischer Serienteile für Anwendungen in zahlreichen Branchen. Zu den besonderen Stärken des WZR gehört dabei die wirtschaftliche Produktion auch kleiner und kleinster Losgrößen. -sg-

Werkstoffzentrum Rheinbach GmbH, Rheinbach, Tel. 02226/1698-10, www.werkstoffzentrum.de

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