Sintern

Wie der Sinterprozess bei Metallteilen abläuft

Ausgangspunkt sind metallische Pulver oder Pulvermischungen mit definierter Korngrösse und Zusammensetzung. Diese werden in eine vorgegebene Form gebracht, etwa durch Pressen oder durch ein anderes vorgelagertes Formgebungsverfahren, und anschliessend unter kontrollierten Temperaturbedingungen gesintert. Dabei verbinden sich die Pulverpartikel an ihren Kontaktstellen, die Struktur verdichtet sich und das Bauteil erhält seine mechanischen Eigenschaften. Atmosphäre, Temperaturverlauf und Haltezeit beeinflussen das Ergebnis ebenso wie das verwendete Pulver.

Typische Bauteile und Einsatzfelder des Sinterns

Sintern eignet sich für kleine bis mittelgrosse Metallteile mit wiederkehrender Geometrie und hohen Stückzahlen. Häufige Anwendungen sind Gleitlager, Zahnräder, Buchsen, Formteile mit komplexer Kontur, poröse Filterelemente sowie verschleissfeste Werkstoffe. Je nach Materialsystem lassen sich dichte Strukturteile oder bewusst poröse Funktionsbauteile herstellen. Das Verfahren wird auch dort genutzt, wo eine weitgehend endkonturnahe Fertigung gefragt ist.

Verfahrensvarianten und werkstoffbezogene Ausprägungen

Beim Sintern lassen sich unterschiedliche Prozessführungen unterscheiden, etwa Festphasensintern oder Flüssigphasensintern. Ebenso relevant ist, ob unter Schutzgas, im Vakuum oder in einer anderen kontrollierten Ofenatmosphäre gearbeitet wird. Die Anforderungen unterscheiden sich je nach Werkstoff deutlich, beispielsweise bei Eisenbasiswerkstoffen, Hartmetallen oder porösen Lagerwerkstoffen. Neben der maximalen Verdichtung kann auch eine definierte Restporosität Teil der gewünschten Bauteileigenschaft sein.

Abgrenzung zu Lasersintern, Pulverspritzguss und Giessen

Sintern bezeichnet den thermischen Verdichtungsschritt von Pulverwerkstoffen und ist damit nicht mit allen pulverbasierten Verfahren gleichzusetzen. Lasersintern ist ein additives Verfahren, bei dem Bauteile schichtweise aufgebaut werden, während klassisches Sintern in der Regel auf einem zuvor geformten Grünling basiert. Beim Pulverspritzguss wird das Pulver zunächst mit einem Binder eingespritzt und nach dem Entbindern gesintert. Gegenüber dem Giessen entsteht das Bauteil nicht aus einer vollständig flüssigen Metallschmelze, sondern aus einer verdichteten Pulverstruktur.