2 Komponenten-Spritzguss, Entwicklung von Stahl-Keramik-Verbunden

Durch das Verarbeiten von zwei unterschiedlichen Sinterwerkstoffen auf einer 2K Spritzgießmaschine sollte ein dauerhafter Materialverbund erzielt werden. Hauptaugenmerk lag hierbei auf der Kombination von Stahl und Zirkonoxid in einem Bauteil. Besonders in der Automobilindustrie, der Medizintechnik und der Sensortechnik sind mögliche Einsatzfelder von Stahl-Keramik-Verbunden zu sehen. Die wichtigste Voraussetzung für die Durchführbarkeit dieser Technologie besteht im Cofiring beider Werkstoffe und dem Abgleich ihres Schwindungsverhaltens. Da kommerziell keine Spritzgießmassen erhältlich sind, die dahingehend aufeinander abgestimmt sind, erfolgte eine Anpassung kommerzieller Massen durch Optimierung bzw. eine Masseneuentwicklung. Dazu wurden verschiedene keramische und Stahlpulver sowie verschiedene thermoplastische Bindersysteme eingesetzt. Die erzeugten Spritzgießmassen wurden rheometrisch und thermoanalytisch charakterisiert sowie hinsichtlich ihrer Verarbeitbarkeit auf der Spritzgießanlage bewertet. An spritzgegossenen Bauteilen aus den reinen Werkstoffen wurde das Schwindungsverhalten im Werkzeug, das Entbinderungsverhalten und das Schwindungsverhalten während der Sinterung untersucht. Beide Werkstoffe wurden in einem Testwerkzeug miteinander kombiniert und die Eigenschaften des Verbundes wurden untersucht.