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Optimierung vom Sinterprozess zur Herstellung von keramischen Werkstoffen

PROJEKT:
Zur Abarbeitung dieser Fragestellung wurde unsere bewährte Projekt-Vorgehensweise angewandt. Es wurde eine produktionsbegleitende Optimierung vom Sinterprozess keramischer Werkstoffe durchgeführt. Von Interesse waren hier Ideen zu einer Beschleunigung von Fahrkurven, ohne dabei erhöhte Ausschussraten in Kauf nehmen zu müssen bzw. allgemein Möglichkeiten zur Verringerung der Ausschussraten. Eine wichtige Frage war, inwieweit sich Schwankungen im Ausgangsmaterial auf die Temperaturentwicklung und mechanische Spannungen (Rissursachen) während des Fertigungsprozesses sowie auf die finalen Produkteigenschaften auswirken. Aufgrund der Vielfältigkeit der zeitlich stattfindenden Prozesse (Thermisch, mechanisch, chemisch, gekoppelt,…) war für die Modellierung und Simulation eine systematische und durchdachte Vorgehensweise erforderlich. Zur Verschleiß-Reduzierung bei den Graphitstempeln (Matrizen) wurde gekoppelte FE-Analyse durchgeführt.

PRODUKT:
Beim Pressen wird das Keramikpulver nicht gleichmäßig verdichtet. In der Folge verzieht sich das Teil beim Sintern oder es entstehen Risse. Oft müssen die Teile jedoch passgenau sein. Nachbearbeitung ist aufwendig und teuer. Insbesondere beim Strangpressen ist mit Temperaturerhöhungen am Rand des Pressprodukts durch Reibung an der Aufnehmerwand und im Matrizenkanal zu rechnen.

PROZESS:
Es handelt sich hier um den Sinterprozess von Keramikpulver. Die Herstellungskette von keramischen Werkstoffen beginnt mit der Auswahl der Bestandteile und deren Mischungen und Formen. Nach Durchführung des gesamten Herstellungsprozesses kann ein Endprodukt entstehen, das sich durch eine hohe Qualität hinsichtlich der steigenden Anforderungen an das Leistungsspektrum vieler Komponenten in die unterschiedlichsten industriellen Einsatzgebiete auszeichnet. Die jeweiligen Pressbedingungen (Temperatur, Umformgrad und Formänderungsgeschwindigkeit) sollen deshalb so eingestellt werden, dass sich im Pressprodukt ein gleichmäßiges Gefüge mit gleichmäßigen mechanischen Eigenschaften einstellt.
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