Spritzgießen von Mischkeramiken zur Herstellung endkonturnaher Schneiden für die Zerspanung von Holz- und Holzwerkstoffen

Hochleitungskeramiken werden auf Grund ihrer einzigartigen Verschleiß-, Korrosions- und Hochtemperaturbeständigkeit in Anwendungen eingesetzt, deren Anforderungen durch andere Werkstoffe nicht erfüllt werden können. Durch die außergewöhnlich hohe Härte keramischer Werkstoffe ist die nachträgliche Bearbeitung auf eine zeit- und kostenintensive Diamantbearbeitung und einfache Geometrien beschränkt. Für die Fertigung keramischer Bauteile ist neben werkstoffspezifischen Anforderungen deshalb vor allem eine an die finale Bauteilgeometrie angepasste Fertigungstechnologie zu berücksichtigen.

Die vorliegende Arbeit betrachtet die Herstellung und Untersuchung der Leistungsfähigkeit von Schneidkeramiken für die Zerspanung von Holz- und Holzwerkstoffen unter einem gesamtheitlichen fertigungstechnologischen und werkstoffspezifischen Ansatz. Wesentliche Bestandteile der Arbeit sind die Wahl geeigneter keramischer Werkstoffsysteme und die entsprechende Zusammensetzung und Homogenisierung keramischer sub-µm/nm Feedstocks. Neben der Werkzeugauslegung und dem Spritzgießprozess selbst liegt der Fokus auf dem Entbinderungs- und dem optimalen Sinterprozess der spezifischen Schneidwerkstoffe. Die entwickelten Schneidkeramiken werden sowohl mechanisch als auch mikrostrukturell untersucht. Des Weiteren werden Einflussparameter auf den Schneidenradius, die Freiflächen- und Kantenqualität untersucht. Zerspanungsuntersuchungen dokumentieren den möglichen Einsatz und analysieren das Verschleißverhalten der entwickelten Werkstoffsysteme anhand der verwendeten Schneidkeramiken.