Das Sintern ist ein Verfahren, das dazu dient, Metallpartikel miteinander zu verbinden, die Porosität zu verringern und die Gesamteigenschaften eines Objekts zu verbessern.
Es ist besonders effektiv bei Metallen mit hohem Schmelzpunkt.
Das Sintern kann die Festigkeit und strukturelle Integrität von Metallprodukten erhöhen.
Bei diesem Verfahren wird das Rohmaterial in eine bestimmte Form gebracht, in der Regel als Pulver, verdichtet, erhitzt, um die Partikelbindung zu erleichtern, ohne zu schmelzen, und dann zum Erstarren abgekühlt.
Die 7 wichtigsten Materialien und Schritte werden erklärt
1. Bei der Sinterung verwendete Materialien
Metalle
Zu den gängigen Metallen, die beim Sintern verwendet werden, gehören Eisen, Kupferstähle, Nickelstähle, nichtrostende Stähle, hochfeste niedrig legierte Stähle, mittel- und hochgekohlte Stähle, Messing, Bronze und magnetische Weicheisenlegierungen.
Diese Metalle können im 3D-Druckverfahren zu Grünteilen geformt und anschließend gesintert werden, um hochwertige Teile mit geringer Porosität herzustellen.
Polymere
Polymere werden für das Rapid Prototyping, die Herstellung von Filtern und Schalldämpfern sowie für spezielle Verbundwerkstoffkomponenten verwendet.
Keramiken
Keramik wird häufig für die Herstellung von Kleinteilen wie Zahnrädern und Lagern für den Hochtemperatureinsatz verwendet.
Materialien wie Zirkoniumdioxid und Aluminiumoxidkeramik sind beliebte Optionen für den 3D-Druck.
2. Der Sinterprozess
Bildung des Rohmaterials
Das Rohmaterial, in der Regel in Form eines Pulvers, wird in eine bestimmte Form gebracht.
Verdichtung
Das Pulver wird mit Druck verdichtet, um Gleichmäßigkeit zu gewährleisten und Hohlräume zu beseitigen.
Erhitzen
Das verdichtete Material wird in einem Sinterofen erhitzt.
Die Temperatur wird sorgfältig reguliert, um die Bindung der Partikel zu erleichtern, ohne sie vollständig zu schmelzen.
In dieser Phase findet eine Diffusion der Partikel statt, die zur Bildung von Einschnürungen und zur Verdichtung führt.
Abkühlung
Das gesinterte Produkt wird abgekühlt, so dass es zu einer festen und kohäsiven Struktur erstarrt.
3. Bei der Sinterung verwendete Gase
Bei Sinterprozessen, die Atmosphärendruck erfordern, werden Schutzgase wie Wasserstoff, Stickstoff oder Kohlenmonoxid verwendet, um Oxidation und andere unerwünschte Reaktionen während des Erhitzungsprozesses zu verhindern.
4. Wichtigste Sinterverfahren
Metallisches Sintern
Wird zur Herstellung von kleinen Metallteilen wie Zahnrädern und Riemenscheiben sowie von groben Metallpulvern für Filter, Schalldämpfer und ölbeaufschlagte Lager verwendet.
Polymer-Sintern
Wird in erster Linie für das Rapid Prototyping und die Herstellung spezieller Verbundstoffkomponenten verwendet.
Keramische Sinterung
Wird häufig für die Herstellung kleiner Teile verwendet, die eine hohe Temperaturbeständigkeit erfordern, und verwendet Materialien wie Zirkoniumdioxid und Aluminiumoxid.
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