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Von WPC zur Hochleistungskeramik

Das SKZ forscht derzeit in Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl Keramische Werkstoffe der Universität Bayreuth an der Entwicklung effizienter Wege zur Herstellung von SiSiC-Keramiken aus Wood Polymer Composites (WPC). Dieser innovative Verfahrensweg für technische Keramiken auf Basis von SiSiC, die insbesondere im Hochtemperatursektor oder Maschinenbau Anwendung finden, überzeugt im Vergleich zum Stand der Technik durch eine kostengünstige und weniger zeitintensive Herstellung. Außerdem sind durch die Einbindung klassischer Kunststoffverarbeitungsverfahren deutlich komplexere Geometrien möglich als bisher.

Im Rahmen einer detaillierten Machbarkeitsstudie ist es den beiden Forschungsstellen erstmals gelungen, direktextrudierte WPC-Grünkörper erfolgreich in SiSiC-Keramiken zu konvertieren. Die Keramisierung erfolgte hierbei in einem dreistufigen Prozess aus Grünkörperfomgebung (WPC-Herstellung), Pyrolyse und Silicierung. Die detaillierten Ergebnisse zu dieser bereits abgeschlossenen Machbarkeitsstudie sind in dem hier bestellbaren Forschungsbericht (FV334) enthalten.

In einem Nachfolgeprojekt steht aktuell die Optimierung dieses innovativen Verfahrensweges bezüglich einer Verbesserung der resultierenden Keramikeigenschaften im Fokus. Hierzu werden Faktoren, wie die WPC-Zusammensetzung und Verarbeitungsparameter, systematisch variiert. Hinsichtlich einer endkonturnahen Fertigung soll zudem ein Schrumpfungsmodell erarbeitet werden. Darüber hinaus werden die Erkenntnisse aus der Extrusion auf ein WPC-Werkstoffsystem für Spritzguss- bzw. Spritzprägebauteile übertragen. Insgesamt besteht das Ziel des aktuellen Forschungsprojektes darin, konkurrenzfähige SiSiC-Keramiken aus WPC-Formkörpern zu generieren und interessierten Unternehmen somit einen neuen Verfahrensweg zur Herstellung technischer Keramiken aufzuzeigen.

Die IGF-Vorhaben 337 ZN und 19064 N der Forschungsvereinigung FSKZ wurden/werden über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.