Pulvermetallurgie

Die Eigenschaften eines pulvermetallurgisch hergestellten Bauteils sind stark von seiner zugrunde liegenden Mikrostruktur abhängig. Diese wiederum hängt von den Eigenschaften der verwendeten Rohstoffe und Prozessbedingungen ab. Bei festen Prozessen ist die größte Quelle für Schwankungen das Material. Inkonsistente Materialeigenschaften führen zu inkonsistenten Fertigteileigenschaften. Für die Herstellung von Komponenten in gleichbleibender Qualität mittels der Pulvermetallurgie ist es daher entscheidend, dass Hersteller ihre Materialeigenschaften verstehen und optimieren können.

Partikelgröße und -form sind wichtige Parameter bei pulvermetallurgischen Verfahren, weil sie wichtige Eigenschaften wie Pulverfluss, Pulverpackung und Partikelreibung beeinflussen. Diese Eigenschaften müssen optimiert werden, um die erforderliche Festigkeit und Dichte im Grünkörper und den gesinterten Komponenten zu erreichen. Die chemische Zusammensetzung ist ebenfalls sehr wichtig, weil das Metallpulver der Legierungszusammensetzung des angegebenen Materials entsprechen muss, die die Eigenschaften des fertigen Teils beeinflussen kann.

Die kristallographische Struktur beeinflusst ebenfalls die mechanischen Eigenschaften des Metallpulvers und der Endkomponente. Aus diesem Grund müssen die Prozesse bei der Pulverproduktion und der Herstellung von Pulvermetallteilen so gestaltet werden, dass Materialien mit der richtigen Phasenzusammensetzung, Korngröße und Textur für die gewünschte Anwendung hergestellt werden – und das bei gleichzeitiger Minimierung der Eigenspannungen.

Letztendlich sind bei Verfahren wie dem Metallspritzgießen, bei denen das Ausgangsmaterial eine Pulverdispersion in einer Polymer/Wachs-Matrix ist, die rheologischen Eigenschaften des Ausgangsmaterials von Bedeutung. Diese Eigenschaften werden durch Partikeleigenschaften wie Partikelgröße, -form und -konzentration sowie Bindereigenschaften wie Molekulargewicht und -struktur beeinflusst. Hersteller müssen daher in der Lage sein, diese Eigenschaften zu kontrollieren.

Um Unternehmen bei der additiven Fertigung bei der Materialcharakterisierung in pulvermetallurgischen Verfahren zu unterstützen, bieten wir verschiedene Analysetools an. Für die Partikelcharakterisierung sind unsere Hauptlösungen die Mastersizer 3000- und Morphologi 4-Geräte. Dies sind Tischgeräte mit hohem Automatisierungsgrad. Der Mastersizer 3000 misst mithilfe der Laserdiffraktion die Partikelgrößenverteilung. Dieses Verfahren kann auch online mit unserem Insitec-Instrument durchgeführt werden. Zur Analyse der Partikelform verwendet das Morphologi 4-Bildgebungssystem eine Digitalkamera, um qualitativ hochwertige 2D-Bilder von dispergierten Partikeln zu erfassen und partikelspezifische Größen- und Forminformationen zu liefern.

Für die Elementaranalyse bieten wir Röntgenfluoreszenz-Lösungen (RFA-Lösungen) an, die je nach Anwendungsanforderung in Stand- (Zetium) und Tischvarianten (Epsilon) erhältlich sind. Zur Unterstützung der strukturellen und kristallographischen Analyse ist die Röntgendiffraktion (XRD) unsere vorrangige Lösung, die wir ebenfalls als Stand- (Empyrean) sowie als Tischsysteme (Aeris) anbieten. Für die Bestimmung des Molekulargewichts und der Struktur von polymeren Materialien ist schließlich Omnisec mit Gelpermeationschromatographie unsere Hauptlösung.