Neuartiger Werkstoff kombiniert die Vorteile von Keramik und Metall

Redakteur: Kristin Rinortner

Der Werkstoff MLC verbindet erstmals die Vorteile von Keramik und Stahl miteinander. Das patentierte Material vom Start-Up GPC eröffnet neue Perspektiven für verschiedene Anwendungsbereiche, wie die Leiterplatten- und Halbleiterfertigung, Elektronik und Mechatronik.

Firmen zum Thema

Keramik mit Stahleigenschaften: Der neuartige Keramikwerkstoff Metal-like Ceramic (MLC) eröffnet einer Vielzahl von Industriezweigen neue Produktions-Perspektiven.
Keramik mit Stahleigenschaften: Der neuartige Keramikwerkstoff Metal-like Ceramic (MLC) eröffnet einer Vielzahl von Industriezweigen neue Produktions-Perspektiven.
(Bild: Global Precursor Ceramics)

„Der stahlähnliche Keramikwerkstoff ist eine absolute Neuheit am Markt. In der industriellen Fertigung bieten sich damit ganz neue Möglichkeiten“, sagt Professor Stephan Sommer von der Hochschule Würzburg-Schweinfurt, Fakultät Maschinenbau.

Der Werkstoff mit dem Namen MLC (Metal-like Ceramic) kombiniert die Vorzüge keramischen Materials – etwa geringes Gewicht und hohe Härte – mit stahlartigen Werkstoffkennwerten, zum Beispiel beim Elastizitätsmodul und beim thermischen Ausdehnungskoeffizienten.

Das Herstellungsverfahren des fränkischen Start-ups Global Precursor Ceramics (GPC) ermöglicht zudem eine deutlich höhere Geometrievielfalt und reduziert den Aufwand für nachträgliche Bearbeitungen.

Leichter als Stahl: Metal-like Ceramic

Im Vergleich zu Stahl ist MLC bis zu 50% leichter und weist dennoch eine Vickers-Härte von 1000 HV auf. Der Keramikwerkstoff ist zudem sehr gut formbar, temperaturbeständig bis 800°C, ohne Schmierstoffe gleitfähig sowie hoch tragfähig. Metal-like Ceramic wird endkonturnah geformt und porenfrei hergestellt und ermöglicht die Produktion in Kleinserienfertigungen.

Die Herstellung: endkonturnahe Formgebung

Bild 1: Global Precursor Ceramics produziert den neue Keramikwerkstoff MLC in einem speziellen Verfahren, das im Produkt die Vorteile von Keramik und Stahl kombiniert.
Bild 1: Global Precursor Ceramics produziert den neue Keramikwerkstoff MLC in einem speziellen Verfahren, das im Produkt die Vorteile von Keramik und Stahl kombiniert.
(Bild: Global Precursor Ceramics)

Im ersten Schritt wird der Keramikwerkstoff aus einem polymeren Grundmaterial gefertigt, das mit aktiven und passiven Füllstoffen angereichert wird. Das erlaubt eine präzise und endkonturnahe Formgebung, zum Beispiel durch Extrusions- oder Spritzgussverfahren. Im Anschluss daran wird der Werkstoff bei über 800°C keramisiert (pyrolysiert).

Dabei wird die polymere Matrix durch chemische Reaktionen mit den Füllstoffen komplett in ein keramisches Produkt umgewandelt. Ein Volumenschwund von fünf bis acht Prozent ist bereits einkalkuliert. Soll der Keramikwerkstoff für hochgenaue Bauteile verwendet werden, kann er ohne viel Aufwand nachbearbeitet werden. Das garantiert seine moderate Härte von 1000 HV.

Unterschiedliche industrielle Einsatzgebiete für MLC-Werkstoff

Von den Vorteilen des Keramikwerkstoffs profitieren Anwender in verschiedenen Industriesektoren: MLC eignet sich für Bauteile in Reinraum und Vakuum, aber auch korrosive oder verschmutzte Umgebungen und schlechte Schmierbedingungen beeinträchtigen die Leistungsfähigkeit des Materials nicht.

Passende Einsatzgebiete sind zudem die Leiterplatten- und Halbleiterfertigung, Elektronik und Mechatronik sowie die Mess- und Prüftechnik. Auch die Bereiche Lebensmittel, Textil, Schweißen und Leichtbau sowie Medizintechnik, Extruder und Spritzgießmaschinen sind geeignete Anwendungsgebiete.

(ID:47023414)