Keramische und metallische Hohlkugelstrukturen

Eine neue Art zur Herstellung von Formteilen sowie platten- und zylinderförmigen Strukturen mit Leichtbauaspekten ist das Arbeiten mit metallischen oder keramischen Hohlkugeln bzw. Schwammstrukturen. Diese entstehen durch Beschichten von definierten Trägermaterialien mit einer Suspension aus Metall- bzw. Keramikpulver, einem Binder und Wasser. Nach einer mehrstufigen Wärmebehandlung verdampft der Trägerkunststoff, das Gas diffundiert durch die Beschichtung, welche nach weiterer Temperatursteigerung zu einer festen, dichten Schale versintert.

Strukturmerkmale sind reproduzierbar

Die Dicke der Schale sowie die Porosität können über den Prozess gesteuert werden und beeinflussen die Eigenschaften der finalen Struktur. Diese wird durch Verkleben, Vergießen, Verschweißen oder Verlöten der einzelnen Kugeln oder Schwammelemente miteinander erzeugt. Für die Herstellung von Leichtbauverbundwerkstoffen sind die Kugeln als Schüttgut in grundsätzlich allen in Pulverform vorliegenden, hochschmelzenden, metallischen Legierungen und keramischen Werkstoffen beim Hersteller verfügbar.

Dank der hohen Flexibilität in Geometrie (Kugeldurchmesser bis zu 15 mm möglich) und Materialwahl können die Qualitäten mit Blick auf den jeweiligen Einsatzfall exakt eingestellt werden. Hohlkugelstrukturen lassen sich wie andere Metalle mechanisch bearbeiten. Sämtliche Strukturmerkmale sind reproduzierbar. Durch Kombination verschiedener Werkstoffe ist auch die Herstellung von Sandwichstrukturen und Kompositwerkstoffe realisierbar. Geordnete Kugelstrukturen lassen sich unter Verwendung eines Roboters erzeugen.

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