Fakuma 2021

Anzeige Zimmer GmbH Kunststofftechnik bietet alles aus einer Hand Vom Elastomer-Bauteil bis zum Metallpulverspritzguss Die Zimmer GmbH Kunststofftech- nik ist ein Tochterunternehmen der Zimmer Group mit Sitz in Rheinau- Freistett. Seit 1980 steht diese für hohe Innovationskraft „Made in Germany“. Im Technologiebereich Verfahrenstechnik fertigen derzeit rund 100 Mitarbeiter auf modernsten Maschinen Kunststoff- und Elasto- mer-Bauteile für die unterschied- lichsten Branchen (u.a. Automotive, Möbel, Elektro, Medizin). Eine eige- ne Abteilung beschäftigt sich dabei explizit mit der Fertigungstechnolo- gie Metallpulverspritzguss (MIM- Verfahren). Darüber hinaus verfügt die Zimmer Kunststofftechnik über eine eigene Konstruktionsabteilung und Werkzeugbau, um somit die komplette Lieferkette – von der Idee bis hin zum fertigen Bauteil - abbil- den zu können. Gruppenintern wird man durch den zugehörigen System- bau, der artikelspezifische Handlings und Vorrichtungen fertigt, unter- stützt. Dies ermöglicht die Montage komplexester Baugruppen. Durch die breite Aufstellung ist das Unterneh- men in der Lage äußerst flexibel auf Änderungen bzw. Kundenwünsche einzugehen und diese in kürzester Zeit im eigenen Haus umzusetzen. Komplexe Metallteile einfach spritzgießen Mit dem Metallpulverspritzguss setzt die Zimmer Kunststofftechnik eine Fertigungstechnologie ein, die die kostengünstige Serienprodukti- on von metallischen Werkstücken ermöglicht und dabei bislang unge- kannte Optionen für die Konstruk- tion der Teile eröffnet. Was früher wie ein Traum klang, ist mit dem Metallpulverspritzguss seit einiger Zeit tatsächlich möglich: Komplexe Metallteile im Spritzgieß- verfahren so einfach herzustellen, als wären sie aus Kunststoff - und dabei ganz elegant die vielen Vor- teile der Spritzgießtechnik mit den hervorragenden Festigkeits- und Verschleißeigenschaften von Me- tallen zu kombinieren. Die Zimmer Kunststofftechnik arbeitet seit Jahren mit dieser be- sonderen Fertigungstechnologie, die sich vor allem für die Serien- fertigung von kleineren Bauteilen mit einem Gewicht zwischen 1 g und rund 150 g eignet. Mit dem Metallpulverspritzguss lassen sich sehr komplexe Bauteile mit Wand- stärken bis hinunter zu 0,2 mm re- alisieren, die Strukturen wie kleine Bohrungen, Innen- und Außenge- winde, Querbohrungen, Hinter- schneidungen und Verzahnungen aufweisen können. Da alle Gestal- tungsfreiheiten des Spritzgießens genutzt werden können, lassen sich in einem Funktionsbauteil pro- blemlos mehrere Bauteile integrie- ren, die sonst separat gefertigt wer- den müssten. Das vermeidet nicht nur Fertigungskosten, sondern auch den Einsatz kostenintensiver Montage- und Verbindungstechni- ken und trägt so zu der frappanten Senkung der Kosten bei, die bei komplexen Bauteilen um ca. 25 % bis 65 % unter denen herkömmli- cher Produktionsverfahren liegen. Breites Materialspektrum zur Wahl Als Ausgangsbasis für das innova- tive Verfahren kommt ein breites Spektrum an Materialien in Fra- ge, denn neben niedriglegierten Stahlsorten können auch rostfreie Edelstähle, Sonderlegierungen und Schwermetalle verarbeitet werden, und selbst der Einsatz von Kompo- sitmaterialien oder das Spritzgießen von zwei verschiedenen Komponen- ten ist möglich. Die so gefertigten Werkstücke wei- sen Toleranzen ab +/- 0,05 mm bei kleinen Geometrien bis 3 mm, so- wie eine Oberflächenrauheit besser als Ra 3,2 µm auf und sind in ihrer mechanischen Festigkeit völlig mit konventionell hergestellten Werk- stücken vergleichbar. Da sich auch sehr feine Strukturen realisieren lassen, wird eine Nachbearbeitung meist überflüssig, und die Festig- keitseigenschaften des eingesetzten Werkstoffs können voll ausgenutzt werden. Das führt zum Beispiel zu besonders dünnwandigen, mecha- nisch aber hoch belastbaren Teilen, die mit weniger Materialaufwand hergestellt werden können und da- her mit einem geringeren Gewicht und reduzierten Kosten aufwarten. Im Metallpulverspritzguss, der vor allem bei Losgrößen ab 10.000 Teilen p. a. wirtschaftlich ist, können eine Vielzahl vonWerkstücken hergestellt werden, von Zahnrädern, Kronenrä- dern und anderen Getriebeteilen über Uhren-, Schmuck- und Brillenteilen bis hin Operationsbesteck, Pinzet- ten, Zahnspangen oder Klein- und Kleinstteilen für Mobiltelefone, Computer oder andere Geräte. Prozessbeherrschung bis ins Detail Metallpulverspritzguss bietet also viele Vorteile, aber seine prozess- sichere Anwendungen hat durchaus seine Tücken, denn die vielen Ein- zelschritte auf dem Weg zum ferti- gen Werkstücke können nur mit viel Erfahrung bewältigt werden. „Gelungener Metallpulverspritzguss beginnt schon beim Formenbau. Er setzt zum Beispiel eine bestimmte Gestaltung der Spritzgießwerkzeuge voraus, bei der kleine Angussquer- schnitte vermieden werden und die gute Wärmeleitfähigkeit des Me- tallpulvers zu berücksichtigen ist“, erläutert Dr. rer. nat. Natalie Salk, die bei Zimmer Kunststofftechnik den Produktionsbereich Metallpul- verspritzguss leitet. Das Ausgangsmaterial für den Me- tallpulverspritzguss ist ein feines Metallpulver, das mit einem orga- nischen Binder aus Polymeren und Wachsen gemischt wird. Dieser so genannte „Feedstock“ wird auf einer konventionellen Spritzgießmaschi- ne mit gehärteter Schnecke in die Form injiziert. Das so entstandene Spritzgießteil wird beim Entbin- dern wieder vom größten Teil des Bindemittels befreit, entweder durch eine katalytische Entbinderung mit dem Einsatz spezieller Gase oder mit Lösemitteln auf Wasserbasis. Nach dem Entbindern bleibt ein poröses Bauteil zurück, das von einem gezielt verbliebenen Rest an Bindemitteln stabilisiert wird. Die- ser Backbone-Rest an Bindemitteln wird beim Pre-Sintern in einem se- paratem Ofen ausgetrieben, wobei die Stabilität durch bei Temperatu- ren bis 500° entstehende Sinterhälse sichergestellt wird. „Wir verwenden für jedes Bindersystem einen eige- nen, optimierten Entbinderungspro- zess“, sagt Dr. rer. nat. Natalie Salk. „So verhindern wir Querkontami- nation, die durch die Verwendung verschiedener Bindersysteme entste- hen könnte. Zudem ermöglicht dies eine optimierte Kohlenstoffkontrolle in den gefertigten Bauteilen“. Beim abschließenden Sintern wer- den die Bauteile im Sinterofen bis zum Endwert von rund 98% der theoretischen Materialdichte ver- dichtet, wobei die Werkstücke je nach den verwendeten Ausgangs- materialien um etwa 15% bis 20% schwinden. Die Einstellung der Werkstoffeigenschaften erfolgt durch die Wahl des Temperaturpro- fils und der Sinteratmosphäre. Zu- sätzlich kann durch den gezielten Einsatz reduzierender Prozessgase auch hier der Kohlenstoffgehalt in den Metallenteilen genau kontrol- liert werden. Letzter Schliff Mit dem Sintern ist der Fertigungs- prozess aber noch nicht abgeschlos- sen. „Werkstücke, die imMetallpul- verspritzguss hergestellt wurden, können nach dem eigentlichen Herstellungsprozess noch durch ein breites Spektrum an Behandlungs- verfahren veredelt werden“, sagt Dr. rer. nat. Natalie Salk. „Wir bieten unseren Kunden bei- spielsweise verschiedene Härte- verfahren wie Carbonitrieren, Ni- trocarburieren, Durchhärten und Induktionshärten an. Die Ober- flächen können mit Verfahren wie Gleitschleifen, Hochglanzpolieren, Sandstrahlen, Passivieren, Elekt- ropolieren oder Beizen behandelt werden, und wenn Beschichtungen gewünscht werden, stehen dafür Verfahren wie Brünieren, Chroma- tisieren, Verkupfern, Vernickeln, Versilbern oder auch Vergolden zur Verfügung.“ Komplette Lösungen für komplexe Anforderungen Metall, Kunststoff oder Elastomer? Die Zimmer GmbH Kunststofftech- nik entwickelt und fertigt Ihre Seri- enbauteile technisch und wirtschaft- lich optimiert. Höchste Qualität, Schnelligkeit und Zuverlässigkeit gehen hier Hand in Hand. Sprechen Sie uns an: Wir werden auch für Ih- re speziellen Anforderungen eine überzeugende Lösung finden! Zimmer GmbH Kunststofftechnik Am Glockenloch 2 77866 Rheinau T +49 7844 9139-0 F +49 7844 9139-1199 E-Mail: info@zimmer-group.de www.zimmer-group.com Video mit QR Code: Zimmer GmbH Kunststofftech- nik: https://www.youtube.com/ watch?v=6wk_uWo2SPA Vom Feedstock bis zum fertigen MIM-Teil Ein Blick in den Spezial-Ofen für MIM-Teile