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Jeder Spritzgießer kennt das Problem: Früher oder später treten in Spritzgießformen Verschleißspuren auf. Sie begrenzen nicht nur die Standzeiten der Werkzeuge, sondern erhöhen die Produktionskosten, weil die Produktion stillsteht bis das alte Werkzeug instandgesetzt oder ein neues angeschafft wurde. Mit ihrer verschleißfesten Mischkeramik „DiMaCer“ möchte eine Forschergruppe an der Universität Stuttgart hier Abhilfe schaffen.
Entdeckt: Neue Keramik Verschleißfeste Spritzgießwerkzeuge

Mit ihrer verschleißfesten Mischkeramik „DiMaCer“ möchte eine Forschergruppe an der Universität Stuttgart hier Abhilfe schaffen.Richard Landfried, Dr. Frank Kern und Prof. Rainer Gadow vom Institut für Fertigungstechnologie keramischer Bauteile (IFKB) ist es zusammen mit dem Graveurbetrieb Leonhardt aus Hochdorf gelungen, eine Mischkeramik zu entwickeln, die sich durch funkenerosive Verfahren relativ kostengünstig und präzise bearbeiten lässt. Vor kurzem haben die Projektpartner ihre Erfindung zum Patent angemeldet.

Wirtschaftlich und langlebig

Der Name DiMaCer kommt von „Discharge Machinable Ceramics“. Übersetzt bedeutet das ungefähr „erodierbare Keramik“. Aus der neuen Keramik sollen vor allem Spritzgießformen und Werkzeuge für das Strangpressen hergestellt werden. Bisher war es nicht wirtschaftlich, Werkzeuge aus verschleißfesten Werkstoffen wie Hochleistungskeramiken herzustellen. Der Fertigungsaufwand war zu hoch. Mit den konventionellen Fertigungsverfahren wie Schleifen und Polieren konnten außerdem die für den keramischen Spritzguss notwendigen komplexen Strukturen der Präzisionswerkzeuge, insbesondere schmale und tiefe Aussparungen und Innenradien, nicht hergestellt werden. „Diese Strukturen lassen sich mit dem Verfahren der Funkenerosion zwar herstellen, dafür muss das zu bearbeitende Werkzeugmaterial allerdings elektrisch leitend sein“, sagen die Wissenschaftler. „Ein Merkmal, das auf die am häufigsten eingesetzten Strukturkeramiken nicht zutrifft.“

In ihrem vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten Projekt haben die Projektpartner die mechanischen Struktureigenschaften von Hochleistungskeramiken mit elektrischer Leitfähigkeit kombiniert. Die neu entwickelte mehrphasige Mischkeramik lässt sich problemlos senk- und drahterodieren. „Die Bearbeitungsgenauigkeit und Qualität der erzeugten Oberfläche hat all unsere Erwartungen übertroffen: Es treten keine Risse senkrecht zur Oberfläche auf und die erodierten Oberflächen sind sehr glatt“, sagt Landfried. „Die erreichbaren Schnittgeschwindigkeiten sind ähnlich hoch wie beim Erodieren von Hartmetall.“ Der Ingenieur konnte nachweisen, dass die Verschleißfestigkeit der neuen Keramik mindestens zehnmal höher ist als die von gehärtetem Stahl

www.ifkb.uni-stuttgart.de


Bildunterschrift:
Draht- und senkerodiertes keramisches Demonstrationsteil (links) und drahterodiertes Zahnrad aus DiMaCer.
Fotos: IFKB


geschrieben am 11.05.2012 um 15:56 Uhr.