Sintern in der Pulvermetallurgie: 5 entscheidende Vorteile

Wer sich mit Pulvermetallurgie beschäftigt, kommt um das Thema Sintern nicht herum. Das bewährte Verarbeitungsverfahren für Metallpulver kann mit zahlreichen Vorteilen gegenüber anderen Ansätzen punkten. Die fünf wichtigsten Argumente für das Sintern als Teil der Pulvermetallurgie haben wir für Sie in diesem Beitrag zusammengefasst.

Pulvermetallurgie und Sintern: Ein echtes Dreamteam

Die Herstellung oder der Erwerb von Metallpulver scheint im ersten Augenblick nicht unbedingt die beste Wahl zu sein. Schließlich müssen Sie vorhandene Stoffe extra erst neu verarbeiten oder zu vergleichsweise höheren Preisen in Pulverform einkaufen. Doch spätestens, wenn die Pulvermetallurgie mit der Technologie des Sinterns zusammengeführt wird, ergibt der gefühlte Umweg in der Produktion plötzlich Sinn. Denn das Sintern bringt einige Vorteile mit sich, die viele Hersteller von Werkstücken überzeugen. Nicht ohne Grund kommt das Verfahren quer durch die Branchen zum Einsatz: Von A wie Autobau bis Z wie Zahntechnik ist das Sintern fester Bestandteil des Tagesgeschäfts.

Vorteil 1: Verarbeitung und Verbindung komplizierter Ausgangsstoffe

Möchten Sie normalerweise zwei Ausgangstoffe miteinander verbinden, kann das je nach Kombination schwierig bis unmöglich sein. Verschiedene Schmelzpunkte oder Materialien, die sich hinsichtlich ihrer Löslichkeit unterscheiden, machen das Mischen kompliziert. Metallpulver hingegen lassen sich einfach mischen – fast so einfach wie Pfeffer und Salz. Diese Mischungen können dann beim Sintern miteinander zu einem neuen Material verbunden werden.

Da eine Verflüssigung des Ausgangsstoffs nicht erwünscht ist, spielen die unterschiedlichen Schmelzpunkte keine Rolle mehr. Wichtig ist allein, dass der Schmelzpunkt des Materials mit der niedrigsten Phase nicht überschritten wird. Und auch für einzelne Stoffe ist das Sintern manchmal die beste Möglichkeit zur Verarbeitung. Das gilt zum Beispiel für Metalle mit einem extrem hohen Schmelzpunkt, wie Wolfram. Diese Materialien können nur im Rahmen der Pulvermetallurgie und Sinterung sinnvoll verarbeitet und geformt werden, ohne dass der energetische und zeitliche Aufwand zu groß wird.

Vorteil 2: Herstellung komplexer Formen

Metallpulver haben gegenüber anderen Ausgangsstoffen einen großen Vorteil: Sie lassen sich mühelos und ohne große Vorarbeit wie Schmelzen in jegliche Form bringen, wenn das passende Werkzeug (vergleichbar mit einer Gussform) vorliegt. Dadurch können Sie beim Sintern auch komplexe Bauteile in nur einem Schritt anfertigen, ohne dass eine mechanische Bearbeitung nötig ist. Verzahnungen, Rillen, Profile oder ähnliches lassen sich so ohne Probleme in das gewünschte Werkstück einarbeiten. Späteres Schleifen, Feilen oder anderweitiges Formen per Hand oder mit weiteren Maschinen wird überflüssig. Das spart Zeit, Geld und Materialeinsatz.

Ein weiterer Pluspunkt: Sinterteile wiegen aufgrund ihrer Porosität bis zu 25 % weniger als vergleichbare Bauteile aus Massivwerkstoffen. Das erleichtert Transport und Lagerung. Werden die Bauteile später beispielsweise in der Automobilindustrie verbaut, können durch die leichten Sinterteile wichtige Kilos eingespart werden.

Vorteil 3: Hohe Maßgenauigkeit

Eine einfache Handhabung allein reicht jedoch bei den meisten Anwendungen nicht aus, um zufriedenstellende Ergebnisse zu erhalten. Schließlich muss auch die Genauigkeit am Ende stimmen. Und auch hier kann das Sintern punkten. Durch das Pressen in der Form entstehen Werkstücke mit einer sehr hohen Maßgenauigkeit. Je nach Kalibrierung des Werkzeugs können die Toleranzwerte senkrecht zur Pressrichtung bis auf ISO-Toleranz 5 optimiert werden. Bei der Höhe der Bauteile sind die Unterschiede etwas größer, lassen sich aber durch eine Nachbearbeitung einfach minimieren. So können Sie das Sintern auch für kritische Bauteile nutzen, bei denen Genauigkeit eine extrem wichtige Rolle spielt.

Vorteil 4: Hohe Zuverlässigkeit und Reproduzierbarkeit

Für die Herstellung von Einzelstücken oder Bauteilen in geringer Auflage ist die Anschaffung eines Sinterwerkzeugs und dem entsprechenden Zubehör zu kostenintensiv. Sintern kommt in der Metallurgie stattdessen immer dann zum Einsatz, wenn eine große Stückzahl an Bauteilen produziert werden muss. Daher spielen natürlich auch die Zuverlässigkeit und die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse eine entscheidende Rolle bei der Beurteilung des Verfahrens. Wie bereits erwähnt, lassen sich gerade auch komplexe Bauteile ideal durch das Sintern formen, bei denen Abweichungen nicht so einfach korrigiert werden können. Die Stabilität der Werkzeuge (Formen), die professionelle Kalibrierung und eine software-unterstützte Prozesslenkung ermöglichen hier zuverlässig reproduzierbare Ergebnisse.

Vorteil 5: Umweltfreundliche Technologie

Umweltfreundlichkeit und Nachhaltigkeit werden branchenübergreifend immer wichtiger im Unternehmensalltag. Während sich in Bürojobs von der LED-Lampe bis zum regionalen Bio-Obstkorb schnell nachhaltige Veränderungen umsetzen lassen, sucht die Industrie oftmals noch nach Möglichkeiten und Wegen. Ein Ansatzpunkt könnten alternative Verarbeitungsmethoden für Werkstoffe sein. Denn in der Pulvermetallurgie gilt das Sintern als grüne Technologie – aus mehreren Gründen:

• Die Werkstoffe werden optimal ausgenutzt, es gibt keinen Verschnitt.
• Produktreste können im Idealfall weiterverwendet werden.
• Es fällt kein Abfall wie Späne oder ähnliches an.
• Da eine geringere Temperatur benötigt wird als beispielsweise beim Schmelzen, verbrauchen Sie beim Sintern weniger Energie.
• Durch die Mikroporen können Sinterteile mit einem Schmieröl aufgefüllt werden, sodass sie für selbst schmierende Lager geeignet sind. Das verringert den Einsatz von Schmiermitteln.
• Auch das minimierte Gewicht trägt indirekt zum Umweltschutz bei: Beim Transport der leichten Sinterteile muss ebenfalls weniger Energie aufgebracht werden.

Wenn Sie auf der Suche nach einer umweltfreundlichen Alternative zu ihren bisherigen Herstellungsmethoden sind, kann das Sintern genau das Richtige sein.

Die Pulvermetallurgie ohne Sintern wäre kaum denkbar

Das Sintern ist das Top-Verfahren, wenn es um die Weiterverarbeitung von Metallpulvern geht. Im Vergleich zu anderen Verfahren, bei denen Massivwerkstoffe zum Einsatz kommen, kann die Sinterung mit ihren Vorteilen punkten – und das quer durch alle Bereiche. Von der einfachen Handhabung sonst komplizierter Ausgangsstoffe über die zuverlässige Produktion auch komplexer Bauteile in großer Stückzahl bis hin zum Aspekt der Nachhaltigkeit im Rahmen der Corporate Social Responsibility weiß das Sintern zu überzeugen.