Herstellung

Die Einzigartigkeit von Metal-like Ceramic beruht auf dem mehrstufigen Herstellungsprozess über die Precursor-Route.

Dabei werden im ersten Prozessschritt ein polymeres Ausgangsmaterial mit unterschiedlichen Füllstoffen vermischt. Diese Masse kann dann durch bewährte Verfahren der Kunststoffindustrie, wie z. B. Extrusion oder Spritzguss, kostengünstig verarbeitet und in eine erste Vorform gebracht werden. Das polymere Material dient dabei als plastisches Matrixmaterial für die Füllstoffe. Durch die genannten Verarbeitungsverfahren ist es möglich eine hohe geometrische Vielfalt an Vorformen herzustellen.

Während eines ersten Temperaturschritts wird anschließend die polymere Matrix vernetzt und es entsteht ein sog. Grünkörper. Diese Grünkörper besitzt in etwa eine plexiglasähnliche Beschaffenheit, wodurch mit nur geringem maschinellem Aufwand aus der Vorform ein endkonturnahes Formstück mit hoher Geometrievielfalt herausgearbeitet werden kann. Das bietet nicht nur den Vorteil der einfachen mechanischen Bearbeitbarkeit, sondern es können nahezu alle gewünschten Geometrien abgebildet werden. Zudem verursacht die Bearbeitung auch nur einen äußert geringen Werkzeugverschleiß und erhöht somit die Standzeit der Maschinen.

Im Anschluss an die endkonturnahe Formgebung erfolgt die Keramisierung der Grünkörper über einen Pyrolyseschritt bei Temperaturen über 1000 °C. Während dieses Prozessschrittes kommt es zu einer geringen Schwindung von ca. 5 - 8 %, weshalb die Grünkörper mit einem entsprechenden Aufmaß hergestellt werden. Während der Pyrolyse kommt es zu chemischen Reaktionen zwischen der polymeren Matrix mit den Füllstoffen, wobei es zu einer vollständigen Umwandlung der Ausgangsstoffe in keramische Verbindungen kommt. Es verbleiben keine Rückstände der polymeren Matrix im Material.

Als abschließenden Prozessschritt können die keramisierten Bauteile einer (meist minimalen) Feinbearbeitung unterzogen werden. Dabei müssen keine teuren Diamantwerkzeuge verwendet werden, sondern aufgrund der im Vergleich zu konventioneller technischer Keramik moderaten Härte können Werkzeuge und Schleifmittel mit CBN verwendet werden. Die fertige Keramik aus MLC bietet eine völlig neuartige Kombination von Materialkennwerten, die sich z. B. für den Einsatz als Keramikrolle für präzise Hybridlager, keramische Lagerringe oder keramische Linearführungen.