Gefrierspannsystem bei DoCeram

November 2005 | Witte: Hochleistungskeramik auf Eis gespannt
In der Prototypen- und Serienfertigung werden immer höhere Ansprüche an die Eigenschaften der verwendeten Materialien gestellt. Metalle, Plastiken oder Glas können diesen Forderungen wie z.B. hinsichtlich Hitzebeständigkeit oder Verschleißfestigkeit oft nicht Stand halten.
In vielen Produktbereichen gewinnen deshalb keramische Werkstoffe mehr und mehr an Bedeutung. Automobil-, Lebensmittel- und chemische Industrie sowie Textilmaschinen und Lasersysteme sind nur einige Beispiele dafür, wo Keramik-Teile aufgrund ihrer besonderen physikalischen Eigenschaften auf dem Vormarsch sind. Die Hochleistungskeramiken sind extrem hart, physisch stabil, sehr hitzebeständig und dadurch wesentlich verschleißärmer als viele andere Materialien.

Das Dortmunder Unternehmen Do Ceram hat sich auf die Herstellung keramischer Produkte für die Hightech Industrie spezialisiert und bietet sowohl die Fertigung von Prototypen als auch Klein- und Großserien für unterschiedliche Anwendungen wie z.B. Hochtemperatur-, Elektro- oder Schweißverfahren an. In der Dortmunder Fertigungsstätte werden die Prototypen bis zur Serienreife entwickelt. Mit dem High End Maschinenpark können dort kleine und mittlere Serien mit engen Toleranzen und hoher Präzision gefertigt werden. Für Großserien hat sich Do Ceram ein weiteres Standbein in China aufgebaut. Somit können auch für ausgefallene Kundenwünsche und Großserien erschwingliche Komplettlösungen erarbeitet werden.

In Hochtemperaturöfen werden Grünlinge zu Ingenieurskeramiken
Keramik ist jedoch nur ein Ausgangsmaterial, das seine positiven Eigenschaften wie Härte, Temperaturresistenz, Säurebeständigkeit und Schlagfestigkeit erst durch aufwendige Bearbeitungsprozesse erlangt. Dabei werden je nach Einsatzgebiet und geforderten Eigenschaften unterschiedliche Keramiken verwendet. Bei Do Ceram zählen dazu u.a. Mechanokeramik, Leichtbaukeramik und Hochleistungskeramik.
Durch ein Pressverfahren und eine anschließende Fräsbearbeitung werden die noch weichen Keramik-Halbzeuge in die gewünschte Form gebracht, deren Kontur dem Endprodukt bereits entspricht. Diese druckempfindlichen Grünlinge müssen mit äußerster Vorsicht behandelt werden, da das Rohmaterial sehr weich und brüchig ist. Jede hierbei auftretende Fehlbehandlung wird später verstärkt sichtbar und kann das Teil völlig unbrauchbar machen. Denn erst durch den sich anschließenden Sinterungsprozess, erhält der Werkstoff seine speziellen Eigenschaften. Bei diesem Vorgang verdichtet sich das Material; das Bauteil schrumpft um ca. 18-20 Prozent. Dadurch kommen nicht nur die bereits entstandenen Kratzer oder Riefen deutlicher zum Vorschein. Noch schlimmer sind Risse, die durch das Spannen initiiert aber erst nach dem Sinterungsprozess sichtbar werden und dadurch die gesamte Arbeit zunichte machen.

Die Spannmethode ist entscheidend
Um die zum Teil kreideweichen Teile spannungsfrei zu halten und jegliche Beschädigungen des weichen Materials zu verhindern, arbeitet man bei Do Ceram seit über 1,5 Jahren mit der Gefrierspanntechnik von Witte, Bleckede. Hierbei werden die Teile auf die mit Wasser benetzte Spannplatte gelegt, innerhalb weniger Minuten angefroren und somit spannungsfrei gehalten. Druckstellen oder andere Beschädigungen sind ausgeschlossen. „Seit wir mit der Gefrierspanntechnik arbeiten, haben wir die Ausschussquote erheblich reduziert. Denn Ice Vice arbeitet mit sehr feinen, gleichmäßigen Kräften, “ erklärt Do Ceram Betriebsleiter Klaus Wölk, der zuvor mit anderen Spannverfahren gearbeitet hat. Da jedoch nach dem Sintern häufig Beschädigungen auf den Keramiken sichtbar wurden, die auf das Spannverfahren bzw. dessen Handhabung zurückzuführen waren, ist man froh gewesen, mit der Gefrierspanntechnik endlich eine geeignete Spannmethode gefunden zu haben.

Empfindliche Grünlinge schonend spannen
Während das Spannen mit anderen handelsüblichen Systemen sehr bedienerabhängig ist und somit viel Erfahrung erfordert, kann die Gefrierspanntechnik auch von ungeübten Mitarbeitern durchgeführt werden, da die Handhabung keinen Einfluss auf den Spannvorgang hat, so Klaus Wölk. Denn das Teil wird nur auf die Gefrierspannplatte gelegt; personenabhängige Faktoren kommen dabei nicht zum Tragen.

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