Das Sintern, auch als Frittieren bekannt, ist ein Verfahren, das in der Fertigungsindustrie zur Herstellung fester Komponenten eingesetzt wird, ohne dass das Material in einen flüssigen Zustand geschmolzen wird. Dabei werden pulverförmige Materialien verdichtet und die Partikel durch Wärmezufuhr miteinander verbunden. Im Gegensatz zu herkömmlichen Schmelzverfahren wird beim Sintern der Schmelzpunkt des Materials nicht erreicht. Stattdessen beruht es auf der Diffusion von Atomen zwischen den Partikeln, was zu einer Bindung und Verdichtung führt.
Der Prozess des Sinterns besteht aus mehreren Stufen. Die erste Stufe ist die Pulverzusammensetzung, bei der die Zusammensetzung der Keramikteile durch Mischen von Wasser, Entflockungsmittel, Bindemittel und ungebranntem Keramikpulver zu einem Schlamm bestimmt wird. Die Eigenschaften des verwendeten Pulvers wirken sich auf die endgültigen Eigenschaften des Teils aus, z. B. auf seine Festigkeit, Härte und Temperaturleitfähigkeit.
Die zweite Stufe ist die Pulververdichtung, die eine mechanische Verdichtung durch Kalt- oder Warmpressen beinhaltet. Dieser Prozess führt zur Bildung eines Grünlings mit engen Toleranzen und geringer Trockenschwindung.
Die letzte Phase des Sinterns ist die Brenn- oder Heizphase. Der Grünling wird in einem Tunnelofen oder einem periodischen Ofen erhitzt. In einem periodischen Ofen durchlaufen die Teile Heiz- und Kühlstufen nach einem festgelegten System. In einem Tunnelofen werden die Teile durch verschiedene Temperaturzonen befördert.
Der Sinterprozess selbst besteht aus mehreren Schritten. Zunächst werden die benötigten Grundstoffe und primären Haftvermittler zugegeben und zu einer Masse vermischt. Dann wird das Pulver in die gewünschte Form gepresst. Schließlich wird die komprimierte Form erhitzt, um den primären Haftvermittler zu entfernen und das Primärmaterial zu einem Feststoff mit geringer Porosität zu verschmelzen.
Die Dauer des Sintervorgangs ist unterschiedlich. Der eigentliche Sinterprozess dauert in der Regel nur wenige Sekunden. Der Schritt des Sinterns nach der Formgebung, bei dem die Teile wärmebehandelt werden, um die Partikelbindung herbeizuführen, kann jedoch mehrere Stunden in Anspruch nehmen.
Das Sintern ist ein weit verbreitetes Verfahren zur Herstellung komplexer netzförmiger Teile mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften. Es kann für eine Vielzahl von Materialien eingesetzt werden, darunter Metalle, Keramik und Verbundwerkstoffe. Der Sinterprozess ermöglicht die effiziente Herstellung von Bauteilen mit engen Toleranzen und verbesserten mechanischen Eigenschaften.
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