Warum die richtige Korngröße entscheidend ist
Die Wahl der richtigen Korngröße von Metallpulvern ist ein oft unterschätzter, aber entscheidender Faktor für die Qualität und Effizienz industrieller Fertigungsprozesse. Die Korngröße beeinflusst unter anderem Fließverhalten, Sinterbarkeit, Dichte und Reaktivität des Pulvers – und damit auch die Eigenschaften des Endprodukts. Wer hier die falsche Wahl trifft, riskiert Produktionsfehler, Ausschuss und unnötig hohe Kosten.
Welche Kornformen gibt es?
Metallpulver gibt es in verschiedenen Korngrößen und Formen, die je nach Herstellungsverfahren und Anwendungsbereich variieren. Die wichtigsten sind:
- Kugelig → Ideal für additive Fertigung (3D-Druck) durch exzellentes Fließverhalten. Diese Pulver lassen sich sehr gut verteilen und sorgen für eine gleichmäßige Pulverbett-Dichte, was essenziell für hochpräzise Fertigungsmethoden wie das selektive Laserschmelzen (SLM) ist.
- Unregelmäßig/spratzig → Hohe Verdichtung, gut für Sinterprozesse geeignet. Durch die unregelmäßige Form können sich die Partikel besser ineinander verzahnen, was die mechanische Stabilität des Endprodukts verbessert.
- Dendritisch → Hohe Oberfläche, verbessert Reaktivität und Sinterbarkeit. Diese Pulver weisen eine baumartige Struktur auf und sind besonders geeignet für katalytische Anwendungen oder Sinterprozesse, bei denen hohe Oberflächenkontakte vorteilhaft sind.
- Plättchenförmig (Flake) → Perfekt für Oberflächenbeschichtungen und leitfähige Anwendungen. Die plättchenartige Struktur ermöglicht eine hohe Abdeckung bei der Beschichtung von Oberflächen, was vor allem in der Elektronikindustrie von Vorteil ist.
- Körnig/gemahlen → Mechanisch gebrochen, gut für spezifische technische Anwendungen. Diese Pulver entstehen durch Mahlverfahren und sind besonders für das Pulverspritzgießen geeignet.
- Andere Kornformen → Kundenspezifische Sonderlösungen für spezielle Anwendungsbereiche. Wenn Standardformen nicht ausreichen, bieten wir maßgeschneiderte Pulverlösungen an.
Wie beeinflusst die Korngröße die Materialeigenschaften?
Die Korngröße beeinflusst maßgeblich die Eigenschaften eines Metallpulvers. Kleinere Korngrößen bieten eine größere spezifische Oberfläche, was chemische Reaktionen oder das Sintern begünstigt. Größere Korngrößen hingegen verbessern das Fließverhalten und die Handhabung während des Produktionsprozesses.
Eigenschaft | Feinkörnige Pulver (<20µm) | Grobkörnige Pulver (>100µm) |
|---|---|---|
Fließfähigkeit | Niedrig (neigt zur Agglomeration) | Hoch (leichter dosierbar) |
Reaktivität | Sehr hoch | Gering |
Verdichtung | Sehr dicht (gut für additive Fertigung) | Weniger dicht |
Verarbeitung | Schwerer zu verarbeiten | Leichter zu verarbeiten |
Oberflächen-vergrößerung | Hoch (fördert chemische Reaktionen) | Gering |
Kleine Partikelgrößen sind essenziell für Anwendungen, bei denen hohe Reaktivität oder gleichmäßige Verteilung gefordert sind, etwa in der additiven Fertigung oder in der chemischen Industrie. Gröbere Partikel hingegen bieten Vorteile in konventionellen Gussverfahren, da sie leichter zu dosieren und zu handhaben sind.
Beispiele aus unserem Sortiment:
- Ultrafeines Kupferpulver (1-2µm) → Perfekt für 3D-Druck und Hochpräzisionsanwendungen, da es eine exzellente elektrische Leitfähigkeit und gute Verarbeitbarkeit bietet.
- Zirkoniumpulver CL3 (<88µm) → Ideal für Pyrotechnik, da es reaktionsfreudig ist und gezielte Energieabgaben ermöglicht.
- Magnesiumlegierungspulver WE43 (15-53µm) → Kontrollierte Schmauchspuren in der Luftfahrtindustrie, durch hohe Stabilität und geringe Oxidationsneigung.
Anwendungsbereiche je nach Korngröße und Kornform
Die Korngröße und Form sind ausschlaggebend für die Wahl des richtigen Pulvers für eine spezifische Anwendung. Hier sind einige typische Einsatzbereiche:
1. Additive Fertigung (3D-Druck)
Der 3D-Druck erfordert hochspezifische Pulver mit enger Korngrößenverteilung und kugeliger Form, um eine gleichmäßige Schichtbildung zu ermöglichen. Metallpulver für additive Fertigung müssen gut fließen und sich optimal verdichten lassen.
- Optimale Kornform: Kugelig
- Beispielpulver: Titanpulver Grade 5 (Ti6Al4V), Aluminium Silizium Pulver
2. Sintern & Pulverspritzgießen
Beim Sintern werden Metallpulver unter hoher Temperatur verfestigt. Hier sind unregelmäßige oder dendritische Pulverformen besonders vorteilhaft, da sie eine gute Packungsdichte ermöglichen und die mechanische Stabilität erhöhen.
- Optimale Kornform: Unregelmäßig oder dendritisch
- Beispielpulver: Nickel Pulver, Edelstahl 316L
3. Oberflächenbeschichtungen & Elektronik
Pulver für Oberflächenbeschichtungen sollten entweder ultrafein oder plättchenförmig sein, um eine gleichmäßige und effektive Deckung zu gewährleisten.
- Optimale Kornform: Plättchenförmig (Flake) oder ultrafein
- Beispielpulver: Ultrafeines Kupferpulver UF2, Wolfram Disulfid Pulver (WS2)
4. Hochreaktive Anwendungen (Pyrotechnik, Luftfahrt)
In der Pyrotechnik oder bei speziellen Anwendungen in der Luftfahrt sind feine und hochreaktive Metallpulver gefragt, die eine schnelle und gezielte Umsetzung ermöglichen.
- Optimale Kornform: Feinkörnig oder kugelig
- Beispielpulver: Magnesiumlegierungspulver WE43, Zirkoniumpulver CL3
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