Warum nicht mal in Keramik? Keramische Lösungen für den Maschinenbau

Hochleistungskeramiken werden u. a. in verschleiß- und temperaturkritischen Bereichen von Maschinen und Anlagen eingesetzt. Sie werden ständig weiter entwickelt und besitzen mittlerweile Eigenschaftsprofile, die vor wenigen Jahren noch undenkbar waren. 1. Keramische Pasten für lasergesinterte Sensoren auf Stahlbauteilen: Den Fraunhofer-Instituten IKTS, ILT und IZM ist es nun erstmals gelungen, Sensorschichten direkt auf große 3D-Stahlbauteile aufzubringen. Dafür werden moderne 3D-Druckverfahren, wie Dispensen oder Aerosol-Jet-Druck, und statt der üblichen Ofenprozesse schnelle Laserprozesse genutzt, um die benötigten Funktionsschichten zu versintern. Im Mittelpunkt dabei stehen Pastensysteme, die hinsichtlich ihrer Absorptionseigenschaften und ihrer Schwindung sowie weiterer Schichteigenschaften aufeinander abgestimmt werden. 2. Zelluläre Keramiken für PTC-Heizer: Am Fraunhofer IKTS wurden selbstregelnde Heizkomponenten aus zellulären Keramiken auf Basis von selbst synthetisierten bleihaltigen und bleifreien Bariumtitanat-Pulvern mit Sprungtemperaturen von 45 °C, 100 °C und 120 °C entwickelt. Ihre zelluläre Struktur ermöglicht große geometrische Oberflächen und somit einen hohen Wärmeübergang an zu beheizende Medien, wie Gase oder Flüssigkeiten. 3. Keramische Suspensionen für Abrasions- und Korrosionsschutzschichten: Keramische Beschichtungen können die Oberflächenbeständigkeit und -güte von Maschinenkomponenten entscheidend verbessern, beispielsweise hinsichtlich Verschleißschutz, Antihaftwirkung oder Isolationsverhalten. So dienen Al2O3- Schichten der Verbesserung der elektrischen Isolation, während Cr2O3-Schichten Metallbauteile wirksam gegen Korrosion schützen und Hartmetallschichten für den Verschleißschutz unabdingbar sind. Die Fraunhofer-Institute IKTS und IWS haben gemeinsam ein thermisches Beschichtungsverfahren weiterentwickelt. An Stelle von Pulver wird eine Suspension verspritzt, die deutlich feinere Partikel als die üblichen Spritzpulver enthält. Dies bietet entscheidende Vorteile, da sich so dünne und dichte Schichten mit sehr glatten Oberflächen herstellen lassen.