Artikel CeramTec GmbH

Für die schwedische Gießerei Ljunghäll AB, einem Spezialisten für Druckgussbauteile, fertigt unser Team von der Emil Müller GmbH am Standort Wilhermsdorf Salzkerne für ein Gussbauteil aus dem Automotive-Bereich. Bisher wurden unsere Salzkerne nur im Schwerkraft-Kokillenguss oder im Niederdruckguss eingesetzt. Dieses Projekt markiert somit auch den Beginn des Einsatzes von Salzkernen in einem weiteren Gießverfahren.

Im Vorfeld hatten beide Kooperationspartner eine intensive Entwicklungsphase durchlaufen und verschiedene neue Technologien erfolgreich umgesetzt – wie z.B. die Herstellung der Salzkerne am Standort Wilhermsdorf in einer maßgeschneiderten Pulverpresse der Firma Frey & Co GmbH. Für Ljunghäll kamen neben der Prozessentwicklung des Druckgussverfahrens das Auswaschen der Salzkerne nach dem Gussprozess und die anschließende Aufbereitung des Prozesswassers als weitere Prozessschritte hinzu.

Hochwertige Industriematerialien sind für kosteneffiziente Filtrationsprozesse unerlässlich. Poröse Keramik-Membranrohre von CeramTec werden bei der Querstromfiltration eingesetzt. Sie kombinieren wichtige Eigenschaften, die Kunden nicht nur eine verbesserte Leistung bieten, sondern auch Kosten für Filtrationseinheiten sparen.

Mehrkanalrohre aus Aluminiumoxid (Al2O3) sind für die Nano-, Ultra- und Mikrofiltration unterschiedlicher Industriesparten konzipiert. Mit ihrer Hilfe werden Substanzen und Feststoffe von Flüssigkeiten getrennt, beispielsweise in der Lebensmittelbranche, der Pharmazie, in der chemischen Industrie sowie in Galvano-, Umwelt- und Biotechnik. Die porösen Tragrohre von CeramTec bieten die maximale Leistung, welche die Technologie derzeit ermöglicht, sowohl hinsichtlich der Anzahl der Kanäle als auch bei der Rohrlänge. Dabei dient das bis zu 1,5 Meter lange keramische Mehrkanalelement mit bis zu 85 Kanälen als Tragrohr, auf dem die anwendungsbezogene Trennschicht aufgebracht ist.

„Wir wissen von unseren Kunden, die unsere Rohre für die Installation von Filtereinheiten verwenden, dass diese Eigenschaften erhebliche Vorteile bieten können. Längere Tragrohre besitzen eine größere Oberfläche für die Filtration. Das ist der Schlüssel für die Leistungsfähigkeit des Filters. Je länger die Rohre sind, desto weniger Verrohrung und Peripherie braucht der Kunde, um die gleiche Filterleistung zu erzielen. Dasselbe gilt für die Anzahl der Kanäle: je mehr Kanäle, umso größer die Filterfläche und desto effizienter die Filteranlage“, sagt Stephanie Neuberger, Account Managerin bei CeramTec. „Membranen aus Keramik werden zunehmend zur Verbesserung der Filterleistung eingesetzt. Daher sind wir ständig bemüht, unser Produkt entsprechend den Marktanforderungen zu entwickeln. Im Moment arbeiten wir daran, die Anzahl der Kanäle weiter zu erhöhen, um unser Angebot zu erweitern und über die Grenzen der Möglichkeiten bei der Flüssigkeitsfiltration hinauszugehen.“

Membranen aus Keramik weisen im Vergleich zu Polymermembranen oder Sintermetallen eine bessere mechanische Festigkeit, thermische Stabilität und eine hohe Beständigkeit gegenüber aggressiven Medien wie Säuren oder Laugen auf. Das macht sie ideal für Filtrationsprozesse unter anspruchsvollen Bedingungen wie Druck und hoher Temperatur. Sie sind hochgradig inert, haben eine hohe Permeatflussrate und können leicht rückgespült werden, um Ablagerungen auf der Oberfläche zu entfernen. Der CeramTec Al2O3-Werkstoff hat einen mittleren Porenkanaldurchmesser von ca. 8 Mikrometer und 28 Prozent Porosität. Die typischen Rohrlängen liegen zwischen 1 Meter und 1,5 Meter, typische Außendurchmesser bewegen sich von 10 Millimeter bis 52 Millimeter und typische Kanaldurchmesser betragen zwischen 2 Millimeter und 16 Millimeter.

Die Miniaturisierung in der Elektronikindustrie fordert Innovationen - mit weltweit über 100 Laserköpfen, die in der Produktion bereitstehen und es ermöglichen, schnell und flexibel auf Kundenwünsche zu reagieren, sind wir bei CeramTec auf dem neusten Stand der Technik. Selbst kleinste Konturen mit höchster Genauigkeit können problemlos hergestellt werden, von der Einzelanfertigung bis hin zur Massenproduktion.

👉 Lesen Sie mehr zu unseren neuen Laserbearbeitungsstrategien von keramischen Substraten http://crm.tc/subnewsde

👉 Sichern Sie sich Ihr kostenfreies Info-Paper http://crm.tc/substrate

Weniger Komplexität, mehr Leistung: Mit dem neuen Hochleistungs-Klemmsystem iCT bringt CeramTec ein Werkzeugsystem auf den Markt, bei dem das Spannsystem für optimierte Leistung komplett überarbeitet wurde. Gleichzeitig wurde die Variantenvielfalt reduziert, um den Kunden eine bessere Übersichtlichkeit, einfachere Handhabung und größere Sicherheit bei der Zuordnung der Einbauteile zu den Werkzeugen zu ermöglichen.

Für eine hohe Produktivität in der spanenden Fertigung von gehärteten Bauteilen sind eine optimale Bearbeitungsgeschwindigkeit, hohe Fertigungssicherheit und Reproduzierbarkeit ausschlaggebend. Unter einer ganzheitlichen Betrachtung des Fertigungsprozesses ist es CeramTec möglich, Schneidstoffe und Bearbeitungsstrategien an die Gegebenheiten des Bearbeitungsfalls anzupassen und Fertigungskosten zu optimieren. Maßgeschneiderte Produkte im Bereich der Schneidwerkzeuge können ab sofort auch ganz einfach digital in wenigen Schritten mit CeramCreator selbst konfiguriert werden.

Das Drehen von gehärtetem Stahl hat sich in vielen Anwendungsgebieten der Antriebstechnik gegenüber anderen Bearbeitungsverfahren durchgesetzt. In Abhängigkeit der vom Kunden geforderten Qualitätsstandards wie Oberflächengüte, Form- und Maßgenauigkeit sowie Bauteilhärte kann das Hartdrehen das Schleifen substituieren. Mit modernen Werkzeugen und Schneidstoffen, wie PcBN und Mischkeramiken, werden gehärtete Werkstücke daher zunehmend durch das Hartdrehen in kürzeren Prozessketten fertig bearbeitet. Dennoch: Eine Optimierung der Hartdrehprozesse auf technischer und wirtschaftlicher Ebene ist unerlässlich.

Solid-Wendeschneidplatten aus PcBN und Keramik

Die Basis für die optimale Zerspanung eines Werkstücks ist das Leistungsvermögen eines Schneidstoffs. PcBN-Schneidstoffe punkten in den Bereichen Warmhärte, Zähigkeit und chemische Stabilität. In Kombination mit CeramTec-Schneidplatten wie zum Beispiel die Solid-Wendeschneidplatten aus PcBN und Keramik, die auch für Hart-Weichübergänge geeignet sind, lassen sich der jeweilige Hartdrehprozess optimal gestalten und neue Bearbeitungsstrategien realisieren.

Neue Bearbeitungsstrategien mit Solid-PcBN-Wendeschneidplatten

Solid-Wendeschneidplatten aus PcBN verfügen im Vergleich zu eckenbestückten PcBN- Schneidplatten über eine deutlich gesteigerte Prozesssicherheit, da das Ablöten der Schneidecke, das bei hohen thermischen Belastungen auftritt, vermieden werden kann. Vor allem bei Bauteilen mit großen Abmessungen bzw. Schnittlängen ist dies von Vorteil. Die nun voll nutzbare Kantenlänge der Schneidplatte ermöglicht neue Bearbeitungsstrategien wie „ziehender Schnitt“ bzw. „Brahmen“, womit sich die Anzahl der benötigten Bearbeitungsschnitte auf ein Minimum reduzieren lässt. Der „ziehende Schnitt“ arbeitet mit einem sehr kleinem Einstellwinkel bei einem größeren Vorschub. Hierdurch können bei stabilen Voraussetzungen bis zu 60% kürzere Bearbeitungszeiten realisiert werden. Beim Brahmen mit Stechdrehung verteilt sich auch die Verschleißbildung gleichmäßiger über die gesamte Eingriffskante, womit ein Kolkverschleiß und somit der Hauptgrund für Mikroausbrüche vermieden wird. Dies wiederum wirkt sich positiv auf die Qualität der Oberflächengüte aus.

Die Verwendung von Solid-PcBN-Wendeschneidplatten in Kombination mit dem „ziehenden Schnitt“ führt zu einer flexiblen Gestaltung der Fertigungsprozesse und einer deutlichen Steigerung der Produktivität beim Hartdrehen. Durch die erhöhte Bearbeitungsgeschwindigkeit werden Maschinenkapazitäten freigesetzt, die für Folgeaufträge genutzt werden können. Somit erhöht sich die Wirtschaftlichkeit bei längeren Standzeiten und einer höheren Prozesssicherheit. Folglich werden auch die die Fertigungsstückkosten pro Bauteil verringert.

Einfacher und schneller zum richtigen Produkt

Mit CeramCreator, dem neuen Online-Konfigurator, stellt CeramTec das Produktportfolio für Schneidwerkzeuge komplett online zur Verfügung. Das Angebot im Konfigurator ist nach Merkmalen und Spezifikationen strukturiert, so dass die Suche nach dem richtigen Produkt und dem passenden Werkstoff einfacher, intuitiver und schneller ist. Produkt- und Materialanforderungen, wie zum Beispiel Schneidstoff, Geometrie, Oberflächenqualität, Toleranz, Eckradius und Bearbeitungseigenschaften können manuell eingegeben werden, um zur individuellen Schneidplatte zu gelangen.

Sie möchten mehr erfahren? Dann fordern Sie jetzt Ihr kostenlosese Info-Paper zum Thema an. Oder besuchen Sie unseren CeramCreator.

Gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie (IISB) haben wir eine keramisches Kühllösung für ein Leistungsmodul zum Einsatz in Antriebswechselrichter in der E-Mobilität entwickelt.

Weitere Infos dazu gibt es auf der Website sowie in einem kostenlosen Infopaper.

Über 80 % dieser Chemieerzeugnisse werden mithilfe katalytischer Prozesse produziert. Keramische Katalysatorträger von CeramTec spielen als Bestandteil moderner Katalysatoren hierbei eine entscheidende Rolle. Im Zusammenspiel mit den katalytisch aktiven Komponenten bestimmen sie die Performance des Katalysators und haben Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit des Katalyseprozesses.

Die Produktionsprozesse in der Halbleiterindustrie werden immer anspruchsvoller. Komponentenzulieferer müssen daher Produkte von höchster Qualität bieten, um aktuellen und zukünftigen Anforderungen in der Chipindustrie gerecht zu werden. CeramTec, weltweit führender Hersteller von technischer Hochleistungskeramik, verfolgt zwei Ansätze, um zu einer höheren Chipqualität beizutragen – Produktinnovation und Prozessintegration.

In der Medizintechnikbranche ist in den letzten Jahren die Nachfrage nach kleineren, tragbaren Geräten gestiegen, um verschiedenen Herausforderungen im Gesundheitswesen zu begegnen. In diesem Marktumfeld ist die Zusammenarbeit zwischen Medizintechnikunternehmen und hochspezialisierten Komponentenherstellern entscheidend für die Bereitstellung maßgeschneiderter Lösungen. Mit zwei Produktionsstätten für Piezokeramik in Deutschland und Großbritannien entwickeln wir als Spezialist für technische Keramik unser Portfolio an Sensoren für das Flüssigkeitsmanagement und an Ultraschallwandlern für eine Vielzahl medizinischer Anwendungen kontinuierlich weiter, um die Leistungsfähigkeit von Piezokeramik als Schlüsselkomponente für die moderne Medizintechnik optimal zu nutzen.

„Piezokeramische Scheiben sind das ‚Herzstück' der Ultraschalltechnologie. Diese wird in einer Reihe von medizinischen Anwendungen eingesetzt, die von einem allgemeinen Trend zu kleineren und tragbareren medizinischen Geräten betroffen sind'', erklärt Charles Dowling, Sales Director Medical Equipment bei CeramTec. „Hinter dieser Entwicklung steht die Notwendigkeit von Kostensenkungen im Gesundheitswesen, sodass mehr Behandlungen und Eingriffe in Praxen und zu Hause statt in Krankenhäusern durchgeführt werden. Viele Praxen verfügen nicht über die umfänglichen Sterilisationsmöglichkeiten, wie man sie in einem Krankenhaus findet, was bedeutet, dass Geräte und Instrumente möglicherweise als Einwegartikel verwendet werden müssen. Ebenso müssen Medikamentenverabreichungssysteme für den Heimgebrauch tragbar und kostengünstiger gestaltet sein."

Piezokeramiken: Schlüsselkomponenten in medizinischen Geräten

Zu den Hauptwendungen für Piezokeramiken in Sensoren und Ultraschallwandlern gehören Dialysegeräte, Infusionspumpen, chirurgische Schneid- und Bohrinstrumente, Zahnsteinentfernung, Ultraschalltherapie, Lithotripsie (inklusive intravaskulär), Ultraschall- Vernebler, Phakoemulsifikation und Ultraschallreinigung. Mit einer langjährigen F&E-Tradition, eigener Fertigung und Montage entwickelt CeramTec hier kundenspezifische Ultraschallsensoren für das Flüssigkeitsmanagement und Ultraschallwandler, die den Branchentrends und Kundenbedürfnissen entsprechen.

Innovative Technologie trifft auf präzise Prozesskontrolle

„Bei medizinischen Geräten mit kleinerem Formfaktor müssen Ultraschallsensoren und -wandler in immer kleinere Räume und komplexere Geometrien passen. Das stellen wir mit moderner numerischer Computermodellierung sicher, um die Leistungsfähigkeit neuer Designs vorherzusagen", sagt Charles Dowling. „Wenn Geometrien kleiner werden, ist eine sorgfältige Kontrolle und Herstellung der piezokeramischen Materialien das A und O. Bei CeramTec erfolgen diese Prozesse alle unternehmensintern, und wir sind eines der wenigen Unternehmen weltweit mit kompletter Prozesskontrolle – von der intern hergestellten Piezokeramik bis hin zur endgültigen Sensor- oder Wandlermontage."

Dabei ist auch entscheidend, dass das Design und die Entwicklung von medizinischen Sensoren und Wandlern ein zunehmend kollaborativer Prozess ist, denn nur so können Geräte bereitgestellt werden, die den Marktanforderungen entsprechen. CeramTec stellt das mit einem Team von Experten sicher. Diese arbeiten eng mit produzierenden Outsourcing-Unternehmen zusammen, denen komplette Unterbraugruppen für Sensor- und Wandler geliefert werden, sowie mit Medizintechnik-Unternehmen, die bereits zu Beginn des Designprozesses unterstützt werden.

Weitere Informationen zur CeramTec-Hochleistungskeramik für medizinische Geräte finden Sie unter CeramTec Medical Equipment.

Die gemeinsam mit Axel Springer hy entwickelte und ausgearbeitete digitale Veröffentlichung richtet sich an alle Akteure im Gesundheitswesen, die die Entwicklung und Digitalisierung vorantreiben und die Interesse an Innovationen aus dem MedTech-Umfeld haben. Sie finden darin einzigartige Perspektiven und Einblicke, wichtige Neuigkeiten und inspirierende Gespräche mit Impulsgebern. Die Themenpalette reicht von Einblicken in Startup-Aktivitäten über aktuelle Trends bis hin zu Technologie-Informationen.

Bild: Die Probenkammer mit Probenhaltern (Quelle: Airbus)

Im Zuge dieser und der vorhergehenden gemeinsamen Produktentwicklung hat CeramTec gemeinsam mit der Airbus Defence & Space sowie weiteren Partnern* eines Projektkonsortiums Probenbehälter für Experimente als komplexe Bauteile entwickelt und am Standort Plochingen gefertigt.

Bei den Probenbehältern handelt es sich um Topf- und Käfigprobenhalter aus Siliziumnitrid, die bereits 2017 zum ersten Mal in die Internationale Raumstation (ISS) eingebaut wurden. Sie kommen im sogenannten Electro Magnetic Levitator (EML) zum Einsatz, einer Vielzweck-Forschungseinrichtung für naturwissenschaftliche Experimente an Bord der ISS. Der EML und seine Vorgängermodelle können bereits auf über vier Jahrzehnte erfolgreiche Forschungsarbeit durch internationale Teams aus Deutschland, USA, Italien, Russland und anderen Nationen zurückblicken. Im EML werden die Probenbehälter in eine Spule eingefahren, in der Metalllegierungsproben unter Schwerelosigkeit schwebend durch elektromagnetische Felder rundherum kontaktfrei fixiert sind. Für Untersuchungen werden die Proben aufgeschmolzen, im flüssigen Zustand gekühlt und anschließend wieder erstarrt. Diese auf der Erde nicht möglichen Präzisionsmessungen bestimmter thermophysikalischer Eigenschaften von Metallen, Legierungen und Halbleitern ermöglichen es, die frühen Phasen der Entstehung von Werkstoffgefügen zu analysieren und das Verständnis von Übergangsprozessen, Atomstrukturen und Materialeigenschaften zu erweitern.

Die „weltliche“ Zielsetzung dabei: Produktions- und Gießprozesse auf der Erde dank der im Weltraum gemessenen Materialeigenschaften zu verbessern, um eine Erhöhung der Qualität bei gleichzeitiger Reduzierung der Kosten von Hightech-Gussteilen (z. B. Motorblöcken) zu erreichen. So können Herstellungsmethoden verfeinert sowie Werkstoffe und Produkte verbessert und neu entwickelt werden. Diese Grundlagenforschung wird in einer Zusammenarbeit unter anderem zwischen Airbus Defence & Space, der Europäischen Raumfahrtagentur ESA (Vertrag 21788/08/NL/BJ [EML (Electro-Magnetic Levitator) Phase B2/C/D Development; Contract Change Notice 45 [EML Experiment Infrastructure (EXI) for Batch 3]) sowie der Raumfahrtagentur des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) (Vertrag 50WP0505, 50WP0606, 50WP0808) realisiert.

Siliziumnitrid hat ideale Eigenschaften

Der keramische Werkstoff Siliziumnitrid (Si3N4) eignet sich hierfür besonders aufgrund seiner nicht vorhandenen elektrischen Leitfähigkeit, die äußere Einflüsse auf die Messungen unterbindet, und der geforderten hohen Hitzebeständigkeit – spielen sich die Messzyklen doch in Temperaturbereichen zwischen 500 bis 2100°C ab. Dies, sowie die absolute Zuverlässigkeit und gleichbleibend höchste Produktqualität haben das Projektkonsortium zum wiederholten Male überzeugt, CeramTec Hochleistungskeramik für diese vermutlich „anspruchsvollste Anwendung des Universums“ einzusetzen.

Die Probenbehälter dieser neuesten Generation haben im Juni 2021 mit der SpaceX-22 ihren Weg ins All angetreten und unterstützen dort die weiteren Forschungsaktivitäten maßgeblich. 

* Die hierin zum Ausdruck gebrachte Meinung kann in keiner Weise als die offizielle Meinung der Europäischen Raumfahrtagentur oder der Deutschen Raumfahrtagentur angesehen werden