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Technische Keramik nach Zeichnung – Keramikteile in Serie
Wir beschaffen technische Keramik nach Ihrer Zeichnung aus spezialisierten Partnerwerken in China – Isolatoren, Verschleißteile, Dichtringe, Führungen und Substrate aus Aluminiumoxid, Zirkonoxid, Siliziumnitrid, Siliziumkarbid und Steatit. Wir klären vorab, welche Maße im Sinterzustand bleiben können und wo Hartbearbeitung nötig ist.
- Al₂O₃, ZrO₂, Si₃N₄, SiC, Steatit
- gesintert oder diamantgeschliffen
- Glas- und Keramikteile nach Zeichnung
- Seit 2011 aus Jena
- Rund 120 Partnerwerke in China
- Ein Vertragspartner in Deutschland
- Prüfung vor Versand inklusive
Technische Keramik: wofür Keramikteile eingesetzt werden
Technische Keramik ist hart, verschleißfest, elektrisch isolierend und chemisch beständig – auch bei Temperaturen, bei denen Metalle und Kunststoffe versagen. Typische Teile sind Fadenführer, Düsen, Gleitringe, Lagerbuchsen, Isolierhülsen, Heizelementträger und Schneidelemente.
Die Kehrseite: Keramik ist spröde, und jede Bearbeitung nach dem Sintern erfolgt mit Diamantwerkzeugen. Kosten und Machbarkeit hängen deshalb stark davon ab, wie viele Maße eng toleriert sind.
Technischer Steckbrief: technische Keramik
| Merkmal | Angabe |
|---|---|
| Werkstoffe | Aluminiumoxid 95–99,7 % (C 795 / C 799 nach DIN EN 60672), Zirkonoxid Y-TZP, Siliziumnitrid, Siliziumkarbid (SSiC, SiSiC), Steatit C 221, Cordierit; Borosilikat- und Quarzglas |
| Teilegewicht / Größe | Von wenigen Millimetern bis ca. 500 mm, abhängig von Formgebung und Werkstoff; größere Teile nach Einzelprüfung |
| Toleranzen | Sinterzustand typisch ±1–2 % vom Nennmaß, mindestens ca. ±0,1 mm (Allgemeintoleranzen nach DIN 40680-1); hartbearbeitet ±0,01 mm, Sonderfälle bis ±0,002 mm |
| Oberflächen / Nachbearbeitung | Sinterhaut Ra ca. 0,8–1,6 µm; geschliffen Ra 0,2–0,4 µm; geläppt oder poliert Ra unter 0,05 µm; Metallisierung zum Löten, Glasur |
| Stückzahlen | Keine feste Mindestmenge – ob sich die Beschaffung lohnt, hängt von Teil, Menge und Werkzeugkosten ab; sprechen Sie uns an. Gepresste und spritzgegossene Teile (CIM) rechnen sich typischerweise bei größeren Serien, hartbearbeitete Teile auch in kleineren |
| Prüfungen | Maßbericht, Dichte, Sichtprüfung auf Risse und Ausbrüche, Farbeindringprüfung, Rauheit, Durchschlagfestigkeit bei Isolatoren, Werkstoffdatenblatt |
| Lieferzeit | Erstmuster im besten Fall nach ca. 3 Wochen, meist länger – je nach Komplexität bis ca. 10 Wochen; Serienfertigung je nach Menge und Komplexität ca. 4–8 Wochen (reine Produktionszeit, zzgl. Transport) |
| Daten für die Anfrage | Zeichnung und 3D-Modell, Werkstoff mit Reinheit, Funktionsmaße, Einsatzbedingungen (Temperatur, Spannung, Medium), Jahresbedarf |
Aluminiumoxid, Zirkonoxid, Siliziumnitrid & Co. im Vergleich
Typische Kennwerte als Richtwerte; einzelne Qualitäten weichen ab.
| Werkstoff | Dichte | Biegefestigkeit | Wärmeleitfähigkeit | Stärken |
|---|---|---|---|---|
| Aluminiumoxid 99,7 % | ca. 3,9 g/cm³ | 300–400 MPa | ca. 25–30 W/mK | Isolator, verschleißfest, günstig |
| Zirkonoxid Y-TZP | ca. 6,0 g/cm³ | 900–1.200 MPa | ca. 2–3 W/mK | hohe Zähigkeit, Wärmeausdehnung ähnlich Stahl |
| Siliziumnitrid | ca. 3,2 g/cm³ | 700–1.000 MPa | ca. 20–30 W/mK | Thermoschock, Wälzkörper, Schweißstifte |
| Siliziumkarbid SSiC | ca. 3,1 g/cm³ | 400–450 MPa | ca. 100–150 W/mK | sehr hart, säurefest, Gleitringdichtungen |
| Steatit C 221 | ca. 2,7 g/cm³ | ca. 140 MPa | ca. 2–3 W/mK | preiswerter Isolator, gut pressbar |
Konstruktionshinweise für Keramikteile
Toleranzen nach dem Sintern akzeptieren
Keramik schwindet beim Sintern um etwa 15–25 %. Wo immer möglich Maße im Sinterzustand lassen und nur Funktionsflächen schleifen.
Radien statt scharfer Kanten
Scharfe Innenecken sind Rissausgangspunkte, scharfe Außenkanten brechen aus. Fasen von ca. 0,2–0,5 mm und Innenradien vorsehen.
Gleichmäßige Wandstärken
Masseanhäufungen sintern ungleichmäßig und verziehen. Wanddicken möglichst gleich halten und Übergänge sanft gestalten.
Auf Druck statt Zug belasten
Keramik hält hohe Druckspannungen, aber wenig Zug und Biegung. Einbaulage und Klemmung so auslegen, dass Spannungsspitzen vermieden werden.
Keine Gewinde in Keramik
Gewinde in gesinterter Keramik sind teuer und bruchgefährdet. Besser Metallhülsen einkleben, einschrumpfen oder anlöten.
Grün-, Weiß- und Hartbearbeitung: wo die Kosten entstehen
Keramikteile werden gepresst, isostatisch gepresst, extrudiert oder spritzgegossen (CIM). Im Grün- oder Weißzustand vor dem Endsintern lassen sie sich noch mit Hartmetall bearbeiten – schnell und günstig, aber mit der Unsicherheit der Sinterschwindung.
Nach dem Sintern hilft nur Diamantschleifen, Läppen oder Polieren. Diese Hartbearbeitung ist langsam: Ein vollständig geschliffenes Teil kann ein Vielfaches eines Teils im Sinterzustand kosten. Deshalb lohnt es sich, Toleranzen gezielt nach unserem Ratgeber Toleranzen zu vergeben.
- Nur Funktionsflächen hartbearbeiten, Rest im Sinterzustand
- Bohrungen mit großem Längen-Durchmesser-Verhältnis im Grünzustand vorsehen
- Planflächen läppen statt schleifen, wenn Ebenheit wichtiger ist als Maß
Typische Fehler bei Keramikteilen
Mikrorisse und Ausbrüche
Entstehen durch Schleifen, Handling oder Transport. Farbeindringprüfung im Erstmuster und Einzelverpackung mit Schaum sind Pflicht.
Falsche Reinheit
„Alumina“ kann 92 % oder 99,7 % bedeuten. Reinheit oder Werkstoffbezeichnung nach DIN EN 60672 und ein Werkstoffdatenblatt fordern.
Zirkonoxid-Alterung
Y-TZP verliert in heißer, feuchter Umgebung (etwa über 150–200 °C mit Wasserdampf) an Festigkeit. Für solche Bedingungen besser Aluminiumoxid oder ATZ wählen.
Ablauf für Keramikteile nach Zeichnung
Werkstoff und Toleranzen klären
Einsatzbedingungen bewerten, Sinter- und Schleifmaße festlegen.
Werk und Formgebung wählen
Pressen, CIM oder Extrudieren je nach Geometrie und Menge; Angebot mit Werkzeugkosten.
Erstmuster
Maßbericht, Dichte, Rissprüfung und Funktionsprüfung bei Ihnen.
Serie
Prüfplan mit Sichtprüfung je Los, bruchsichere Verpackung, Lieferung nach vereinbartem Incoterm.
Häufige Fragen zu technischer Keramik
Welche Toleranzen erreicht technische Keramik ohne Schleifen?
Im Sinterzustand sind etwa ±1–2 % vom Nennmaß üblich, mindestens rund ±0,1 mm. Engere Toleranzen erfordern Diamantschleifen.
Aluminiumoxid oder Zirkonoxid?
Aluminiumoxid ist günstiger, härter und ein besserer Isolator mit höherer Wärmeleitfähigkeit. Zirkonoxid ist deutlich zäher und bruchfester – sinnvoll bei Schlag, Biegung oder dünnen Querschnitten.
Wann reicht Steatit statt Aluminiumoxid?
Für elektrische Isolierteile mit moderater Temperatur und Belastung, etwa Klemmenträger oder Heizelementhalter, ist Steatit C 221 eine preiswerte Wahl. Bei Verschleiß, höheren Temperaturen oder hohen Durchschlagsanforderungen ist Aluminiumoxid überlegen.
Können auch Glasteile nach Zeichnung beschafft werden?
Ja, etwa Schaugläser, Rohre und Scheiben aus Borosilikat- oder Quarzglas. Wichtig sind Angaben zu Temperaturwechsel, Druck und Kantenbearbeitung.
Wie werden Keramikteile mit Metall verbunden?
Durch Kleben, Einschrumpfen, Klemmen oder Aktivlöten nach Metallisierung. Die Wahl hängt von Temperatur, Dichtheit und unterschiedlicher Wärmeausdehnung ab – etwa bei Baugruppen mit Keramikeinsatz.
Wann ist Keramik besser als gehärteter Stahl?
Bei starkem abrasiven Verschleiß, Korrosion, hohen Temperaturen oder wenn elektrische Isolation nötig ist. Bei Schlag- und Biegebelastung bleibt Stahl meist überlegen.
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