Fallstudie: Isolationszylinder für Drucksinteranlagen

Stabiler Prozess bei hohem Druck - ein Zylinder, der alles aushält

In Drucksinteranlagen werden Bauteile unter hohem Druck und unter anspruchsvollen thermischen Bedingungen verdichtet. Nur wenn die Wärmeverteilung in der Kammer gleichmäßig ist und alle graphitischen Komponenten höchsten Belastungen standhalten, kann eine konstante Produktqualität gewährleistet werden.

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Hintergrund

Die Drucksintertechnik spielt sowohl im Werkzeugbau als auch im Maschinen- und Anlagenbau eine zentrale Rolle. Im Werkzeugbau werden beispielsweise Wendeschneidplatten und Hartmetallbohrer gefertigt, während im Maschinenbau Getrieberäder, Hydraulikkomponenten und porenfreie Strukturteile entstehen.


Der Prozess erfordert Drücke von 60 bis 100 bar und Temperaturen bis 1500 °C, dabei müssen Entbinderungs- und Sintervorgang häufig in derselben Kammer stattfinden. Eine gleichmäßige Gasströmung und Temperaturhomogenität sind entscheidend, um qualitativ hochwertige Ergebnisse zu erzielen.


Zusätzlich stehen Unternehmen vor Herausforderungen wie hohem Energiebedarf, begrenzten Lebenszyklen der Anlagenkomponenten und steigenden Anforderungen an Nachhaltigkeit und Ressourceneffizienz.


Überblick

Branche:

Werkzeugbau, Hartmetall-Industrie, Maschinen- und Anlagenbau

Verfahren:

Drucksintern unter Hochdruck (60–100 bar) und hohen Temperaturen bis über 1500 °C

Lösung:

Entwicklung eines großformatigen, einteiligen Isolationszylinders für Drucksinteranlagen

Leistungen:

Beratung, Engineering , technische Dokumentation, Fertigung

Ergebnis:

Prozessstabilität, Prozesssicherheit und lange Produktlebensdauer durch zuverlässig dichte Isolierung in großer und einteiliger Zylinderausführung in Sandwichbauweise.

Die Herausforderung

Für die Hochtemperaturprozesse in Drucksinteranlagen wird ein Isolationszylinder benötigt, der dauerhaft stabil und gasdicht bleibt, auch bei extremen Druck- und Temperaturwechseln.
Das bedeutet höchste Anforderungen an die Isolationseigenschaften des Zylinder, um sichere und reproduzierbare Prozesse zu gewährleisten.

 

Lange war es außerdem eine besondere Herausforderung für die Drucksinterbranche, Isolationszylinder in großer, einteiliger Ausführung zu beschaffen. Nicht selten gibt es in der Branche Bedarf an Isolationssystemen von über 3 Metern Länge. Nur wenige Hersteller weltweit waren in der Lage, einteilige Zylinder dieser Größe zu fertigen.

Die konkrete Aufgabe: Entwicklung eines großformatigen Isolationszylinders

Graphite Materials übernahm die Initiative und entwickelte gemeinsam mit einem Geschäftspartner einen speziell auf die Anwendung zugeschnittenen Isolationszylinder in Sandwichbauweise.

  • Einteilige Fertigung in bisher nicht verfügbarer Größe von über 3 Metern Länge
  • Optimale Isolationseigenschaften dank Symbieose verschiedener Isolationsmaterialien in Sandwichbauweise
  • Lange Lebensdauer durch effektiven Kanten- und Oberflächenschutz
  • Kostenvorteil durch reduzierte Instandhaltungsintervalle

Die Erprobung des Prototyps verlief erfolgreich und der Zylinder erfüllte sämtliche mechanischen und thermischen Anforderungen.

Prozessergebnisse

Durch die Neuentwicklung konnte die Temperaturverteilung im Drucksinterprozess homogener gestaltet werden, was eine konstante Produktqualität ermöglicht. Gleichzeitig wird durch die neue Bauweise die Lebensdauer der Isolationskomponenten deutlich verlängert, und der Wartungsaufwand reduziert.

Das Ergebnis

  • Einteilige Großausführung mit über 3 Metern Länge möglich
  • Garantiert gasdichte Isolierung durch optimale Materialzusammensetzung
  • Hohe Prozesssicherheit durch längere Standzeit und geringen Verschleiß
  • Stabile Prozessbedingungen durch gleichmäßige Temperaturverteilung
  • Verkürzte Lieferzeiten durch optimiertes Fertigungskonzept

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