MLC - Metal Like Ceramic
der neuartige Keramikwerkstoff
Der neue keramische Werkstoff
wird im ersten Schritt aus einem polymeren Grundmaterial, welches mit aktiven und passiven Füllstoffen angereichert wird, hergestellt. Dadurch wird eine präzise endkonturnahe Formgebung
durch beispielsweise Extrusions- oder Spritzgussverfahren ermöglicht.
Im Anschluss an die Formgebung wird das Material bei über 800 °C keramisiert (pyrolysiert), wobei die polymere Matrix durch chemische Reaktionen mit den Füllstoffen vollständig in keramisches Material umgewandelt wird. Hierbei beträgt der Volumenschwund etwa 5–8 %, welcher bereits während der ersten Formgebung berücksichtigt werden kann.
Für hochgenaue Bauteile kann auch das keramische Material aufgrund seiner stahlartigen Härte von 1000 HV nochmals ohne großen Aufwand nachbearbeitet werden. Das Material ermöglicht erstmals die Vorteile keramischen Materials in Einklang mit stahlartigen Werkstoffkennwerten zu bringen. Gleichzeitig kann eine deutlich höhere Geometrievielfalt erreicht werden, als bei der klassischen Keramik und dies bereits für Kleinserienfertigungen.
Im Anschluss an die Formgebung wird das Material bei über 800 °C keramisiert (pyrolysiert), wobei die polymere Matrix durch chemische Reaktionen mit den Füllstoffen vollständig in keramisches Material umgewandelt wird. Hierbei beträgt der Volumenschwund etwa 5–8 %, welcher bereits während der ersten Formgebung berücksichtigt werden kann.
Für hochgenaue Bauteile kann auch das keramische Material aufgrund seiner stahlartigen Härte von 1000 HV nochmals ohne großen Aufwand nachbearbeitet werden. Das Material ermöglicht erstmals die Vorteile keramischen Materials in Einklang mit stahlartigen Werkstoffkennwerten zu bringen. Gleichzeitig kann eine deutlich höhere Geometrievielfalt erreicht werden, als bei der klassischen Keramik und dies bereits für Kleinserienfertigungen.
Vorteile
- Endkonturnahe Formgebung
- Aufwendungsoptimierte Bearbeitung
- Porenfreie Herstellung
- Hohe Gleitfähigkeit (ohne Schmierstoffe)
- Hohe Formbarkeit
- Hohe Temperaturbeständigkeit
- Hohe Tragfähigkeit
- Hohe Härte
- 50 % Gewichtseinsparung (ggü. Stahl)
- Produktion in Kleinserienfertigung
Der Werkstoff
| Werkstoffkennwerte | Silizium-Nitrid | MLC | Wälzlagerstahl |
|---|---|---|---|
| Geometriefreiheit | -- | ++ | ++ |
| Mechanische Bearbeitbarkeit | -- | + | ++ |
| Korrosionsbeständigkeit | ++ | ++ | -- |
| Verschleißbeständigkeit | ++ | ++ | - |
| Maximale Einsatztemperatur / °C | 800 | 800 | 200 |
| Wälzfestigkeit / MPa | >2.000 | >2.000 | |
| Elastizitätsmodul / GPa | 320 | 200 | 210 |
| Härte / HV10 | 1.400 | 1.000 | 750 |
| Bruchzähigkeit / MPa√m | 5 | 4 | 15 |
| Vier-Punkt-Biegefestigkeit / MPa | 600 | 400 | (2.400) |
| Porosität / % | < 1 % | < 1 % | |
| Dichte / (g/cm3) | 3,2 | 3,6 | 7,8 |
| Spezifischer elektrischer Widerstand / Ωm | 1e12 | 1e-3 | 1e-7 |
| Thermischer Ausdehnungskoeffizient / (10-6/K) | 3,5 | 8 | 11,5 |
| Wärmeleitfähigkeit / (W/mK) | 30 | 7 | 45 |
Anwendungsbereiche
Denkbare Anwendungen sind z.B.:
- Reinraum & Vakuum, korrosive und verschmutzte Umgebungen
- schlechte Schmierbedingungen
- Leiterplatten- und Halbleiterfertigung
- Lebensmittel, Textil, Schweißen
- Elektronik & Mechatronik
- Mess- & Prüftechnik, Kopierer
- Leichtbau, Medizintechnik, Extruder, Spritzgießmaschinen, ...