Gießtechnische Formgebung zur Herstellung von siliziuminfiltriertem Siliziumcarbid (SiSiC)

Jetzt wird es wirtschaftlich: Trotz ihrer herausragenden chemischen, thermischen und tribologischen Eigenschaften verhindern derzeit die hohen Aufwendungen in der Produktion den Einsatz siliziuminfiltrierter Siliziumcarbidkeramiken in vielen Anwendungen.
Ein neuartiges Verfahren überwindet produktionstechnische Grenzen der konventionellen Formgebungsmethoden. Wissenschaftler am Fraunhofer IKTS in Dresden haben ein Verfahren entwickelt, mit dem sich großvolumige, komplexe SiSiC-Bauteile mit Wanddickeunterschieden und anspruchsvollen Hinterschneidungen kosteneffizient realisieren lassen. Sie adaptierten das bewährte Produktionsverfahren für mit Siliziumcarbid gefüllte Reaktionsharzbetone Siccast Mineralguss auf die keramische Fertigung. Grobkörnige Partikel vermischt mit einem polymeren Binder werden hierfür in einem Schritt drucklos in offene Formen gegossen und gehärtet. Auf diese Weise lassen sich kostenintensive material-, maschinen- und personalaufwendige Modulbauweisen und Verfahrenskombinationen umgehen.

Standzeiten und Produktivität steigern, Kosten minimieren
„Die Wirtschaftlichkeit des Herstellungsverfahrens ermöglicht unter anderem im Chemie-und Anlagenbau die Substitution konventioneller Werkstoffe. Mit dem Einsatz von siliziuminfiltriertem SiSiC lassen sich Standzeiten von Maschinen deutlich steigern und deren Produktivität verbessern. Dies stellt ein großes Potenzial zur Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit dar“, so Jörg Adler, Abteilungsleiter am Fraunhofer IKTS in Dresden. Als erste Anwendungen des Herstellungsverfahrens wurden gemeinsam mit den Unternehmen Siccast Mineralguss und Düchting Pumpen Radialpumpenlaufräder gefertigt. Die Einsatzgebiete solcher keramischer Pumpen liegen vor allem in Anwendungen, die bei sehr hohen Temperaturen verarbeitungstechnisch anspruchsvolle Medien, wie etwa korrosive Chemikalien oder hochgradig mit abrasiven Partikeln angereicherte Suspensionen, befördern. Weitere potenzielle Anwendungen sind Komponenten von Düsen, Mühlen oder Brennern sowie großvolumige Strukturbauteile für  Hochpräzisionsanwendungen in der optischen Industrie.

Hier erfahren Sie mehr über die Arbeit des Fraunhofer IKTS.