Extrusion 2-2023

➠ MLC Metal Like Ceramics GmbH Vor der Bitz 10, 56470 Bad Marienberg, Deutschland www.ml-ceramics.com 37 Extrusion 2/2023 D ie Auswahl an Komponenten wie Wälz- und Kugellagerva- rianten oder Linearführungen für Maschinenhersteller ist groß, denn jede Maschinenumgebung stellt unterschiedliche Anforderungen an die Materialien. Während Stahl für seine leichte Bearbeitbarkeit geschätzt wird, ist er ohne teure Spezial- legierungen in korrosionsgefährdeten Bereichen weniger geeig- net. Auch sehr hohe Drehzahlen sind mit dem schweren Werkstoff nur eingeschränkt möglich. Generell erhöhen harsche Umgebungen wie Korrosion die Ermüdung des Materials durch eine Schädigung des Materialgefüges. „Dort, wo Stahllager an ihre Grenzen kommen, wird üblicherweise auf Hybridlager oder auch vollkeramische Lager zurückgegriffen“, weiß Dr. Michael Schubert, Leiter Produkt- und Prozessentwicklung bei MLC. „Voll- keramische Lager bieten vor allem in Bezug auf Verschleiß-, Kor- rosions- und Temperaturbeständigkeit bei anspruchsvollen Anwendungsarten große Vorteile gegenüber den beiden anderen Lagerarten. Allerdings gehen damit höhere Anschaffungskosten einher, die sich nicht für jede Situation rechtfertigen lassen.“ Letztendlich sind Maschinenhersteller darauf angewiesen, ver- schiedene Lagertypen bereitzuhalten und je nach Maschinen- design und späterem Einsatzort entsprechend zu verbauen. Daher hat MLC einen eigenen Werkstoff entwickelt, der die je- weiligen Vorteile von Stahl und Keramik zusammenführt. Der Werkstoff ist im Vergleich zu Stahl robuster, gewichtsreduziert und verschleißbeständiger, lässt sich aber gleichzeitig im Rah- men der Herstellung und Formgebung leichter bearbeiten als herkömmliche Keramik. Somit steht ein universaler Werkstoff für die Herstellung zahlreicher Lager- und Komponentenvarian- ten bereit, wobei die Produktions- und Anschaffungskosten deutlich geringer als bei klassischen Hybrid- und Vollkeramiken aus Standardkeramiken wie zum Beispiel SiN ausfallen. Spezielles Verfahren ermöglicht kostengünstige Herstellung Die guten Materialeigenschaften ergeben sich durch die paten- tierte Materialmischung. Das spezielle Herstellungsverfahren wiederum erlaubt eine hohe Designfreiheit und vergleichsweise niedrige Kosten für die Produktion von MLC. „Bei der klassi- schen Keramikherstellung erfolgt eine aufwändige Herstellung durch die eingesetzte Pulvertechnologie, die nur begrenzte Mög- lichkeiten in der Geometrie- und Formgebung bietet, sodass nachfolgende Sinterprozesse erforderlich sind. Die Grünkörper- fertigung wird so zu einem relativ teuren Produktionsschritt, so- dass der Einsatz vollkeramischer Bauteile wohl überlegt sein will“, erklärt Dr. Schubert. Die MLC GmbH stellt ihren Werkstoff – der den Namen MLC trägt – hingegen in einem ersten Schritt aus einem polymeren Grundmaterial her, das mit aktiven und passiven Füllstoffen angereichert wird. Diese Masse kann dann durch bewährte Verfahren der Kunststoffindustrie, wie zum Bei- spiel Extrusion oder Spritzguss, kostengünstig verarbeitet und in eine erste Vorform gebracht werden. Das polymere Material dient dabei als plastisches Matrixmaterial für die Füllstoffe. Mithilfe einer ersten Wärmebehandlung wird die Vorform in einen bearbeitbaren Grünkörper verwandelt. Dieser besitzt eine plexiglasähnliche Beschaffenheit, wodurch ein endkonturnahes Bauteil mit nur geringem maschinellem Aufwand herausgear- beitet werden kann. Durch diese leichte Bearbeitung lassen sich nahezu alle gewünschten Geometrien realisieren und der Werk- zeugverschleiß ist im Vergleich zur Bearbeitung anderer Werk- stoffe äußerst gering. Zum Abschluss wird das Bauteil, das aus dem Grünkörper geformt wurde, in einem Hochtemperatur- schritt final gefestigt, wodurch es seine stahlähnliche Härte von 1000 HV bekommt. Dabei wird das Silikonharz vollständig um- gesetzt und Rückstände bleiben aus. Für hochgenaue Bauteile kann das keramische Material deshalb ohne großen Aufwand und den Einsatz teurer Werkzeuge wie Diamantschleifer nach- bearbeitet werden. Einsatzgebiete vom Leichtbau bis hin zur Medizintechnik Von den kombinierten Vorteilen des Keramikwerkstoffes hin- sichtlich der Robustheit und Widerstandsfähigkeit profitieren Anwender in den verschiedensten Industriesektoren. So eignet sich MLC für Bauteile im Reinraum und Vakuum, aber auch kor- rosive oder verschmutzte Umgebungen, in denen schlechte Schmierbedingungen herrschen. „Die Leistungsfähigkeit unseres Materials wird von solchen Faktoren ebenso wenig beeinträch- tigt wie durch schwankende oder hohe Temperaturen“, so Dr. Schubert. Da die Formgebung sowie die Herstellung sehr flexi- bel und vergleichsweise einfach durchgeführt werden können, ist der Einsatz auch jenseits reiner Lager- und Antriebskompo- nenten denkbar. Dazu zählen etwa Leiterplatten- und Halblei- terfertigung, Elektronik und Mechatronik, Leichtbau, Medizin- technik sowie die Nutzung in kunststoffverarbeitenden Betrie- ben. „Wir sind kontinuierlich dabei, das Material mit Partnern weiterzuentwickeln, um neue Einsatzgebiete wie die Verarbei- tung im 3D-Druck zu ermöglichen. Dazu bauen wir unsere Fer- tigungsmöglichkeiten aus und setzen auch zukünftig auf Partnerschaften, um MLC als universalen Werkstoff etablieren zu können“, resümiert Dr. Schubert. www.smart-extrusion.com