Gießtechnische Formgebung von SiSiC: Neue Perspektiven für den Chemie- und Anlagenbau
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 Wandstärkeunterschieden und anspruchsvollen Hinterschneidungen kosteneffizient realisieren lassen. Sie adaptierten das bewährte Produktionsverfahren für mit Siliziumcarbid gefüllte Reaktionsharzbetone der Firma SICcast Mineralguss GmbH 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 GmbH und Düchting Pumpen GmbH Radialpumpenlaufräder gefertigt. Die Einsatzgebiete 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.
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