Perfekte Abstimmung

WZR kombiniert Verfahren und Werkstoffe für hoch belastbare Baugruppen

26. Juli 2012

Auf der Grundlage seiner fertigungs- und werkstofftechnischen Kompetenz realisiert die WZR ceramic solutions GmbH innovative Baugruppen, bei denen verschiedene Werkstoffe miteinander kombiniert werden. So entstehen multifunktionale Konstruktionen. Aktuelles Beispiel dafür ist eine Hochtemperatur-Baugruppe aus Glaskeramik und Aluminiumoxid für einen Kunden aus dem Maschinenbau.

Vor wenigen Wochen entwickelte, konstruierte und produzierte das WZR eine solche Baugruppe für einen Kunden aus dem Maschinenbau. Dabei handelt es sich um eine Werkstückaufnahme mit einer thermischen Beständigkeit von bis zu 1000° C und hochgenauer Geometrie. Die Lösung des WZR besteht in der Kombination eines Adapters aus der Glaskeramik Vitronit mit einer Komponente aus Aluminiumoxid (Al2O3). Der Vorteil dieses Verbundes besteht unter anderem in den unterschiedlichen mechanischen Festigkeiten und Wärmeleitfähigkeiten der beiden Werkstoffe. Schon die Glaskeramik punktet – insbesondere gegenüber Metallen – mit einer sehr geringen Wärmeleitfähigkeit; sie wird allerdings vom Aluminiumoxid mit abermals niedrigeren Wärmeleitwerten noch unterboten. Hingegen bietet die Glaskeramik eine höhere mechanische Festigkeit, weshalb sich die Werkstückaufnahme in diesem Bereich über eine metallische Schraubverbindung an der Trägereinheit befestigen lässt.

Während die Glaskeramik-Komponente im CNC-Ultraschall-Bearbeitungszentrum des WZR aus einem Vitronit-Halbzeug hergestellt wird, entsteht die geometrisch komplexe Aluminiumoxid-Komponente zunächst im generativen 3D-Drucken (Schichtbauverfahren) und erhält anschließend eine CNC-Feinbearbeitung. Gerade durch den Einsatz des 3D-Druckens wird der gesamte Herstellungsprozess vereinfacht und beschleunigt. Das Ergebnis beider Fertigungswege sind zwei hochpräzise Formteile, die anschließend zu einer Baugruppe montiert werden. Auf diese Weise kann das WZR die Anforderungen des Kunden nach einer elektrisch isolierenden und magnetisch abgekoppelten Werkzeugaufnahme für den Anbau an einer metallischen Vorrichtung optimal umsetzen. Insbesondere durch die unterschiedlichen Wärmeleitwerte der beiden verwendeten Werkstoffe ist diese Funktionsbaugruppe perfekt abgestimmt auf ihre Anwendung.

So deckt das WZR auch bei dieser Baugruppe die gesamte Engineering-Kette ab. Die Auswahl der Werkstoff-Kombination und die Konstruktion erfolgten ebenso in Rheinbach wie die Herstellung der Komponenten und ihre Verbindung zu einer einsatzfertigen Baugruppe. Inzwischen produziert das WZR die neue Werkstückaufnahme in Kleinserie.