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Die CUT 100 Oiltech im Einsatz: Die Erodiermaschine von Agie Charmilles erodiert die Keramikwerkstücke im Ölbad. Das Öl sorgt für eine gute Oberflächenqualität.

ENGINEERING Materialentwicklung & Formenbau

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Das fertige Granulat enthält dann denKunststoff, der für die Plastifizierungnotwendig ist. Damit wird die Keramikspritzfähig, elastisch und flüssig. Die-ses Granulat gelangt in die Spritzma-schine, die sich auch im Hause befin-det. Auf einer Arburg-270S-Spritzguss-maschine werden Prototypen undKleinserien bis 10 000 Stück gefertigt.Nach dem Spritzvorgang wird dasWerkstück erst vorgebrannt. Bei die-sem ersten Besuch im Ofen werden dieKunststoffanteile wieder entfernt oder– wie der Fachmann es nennt – entbin-dert. Im Anschluss geht’s dann zumfinalen Brennen in den Sinterofen.Hierbei ist zu berücksichtigen, dass dasWerkstück beim Brennen um bis zu 30Prozent schrumpft. Die so hergestelltenTeile erfüllen nach diesen Arbeitsvor-gängen immer noch Toleranzen um die30 µm – für die PräzisionswerkerEhrensache.

Hier gibt’s Druck von allen Seiten: Pressen der KeramikBeim Pressen kommen große Kräftezum Wirken. Die Presswerkzeuge wer-den so konturnah wie möglich herge-stellt. Das Keramikgranulat kann manaxial pressen (dabei wird der Press-druck in eine Richtung ausgeübt, bei-spielsweise für Platten), es gibt aberauch das isostatische Pressen. Hierwird von allen Seiten Druck aufs Werk-stück ausgeübt. Der Druck liegt hierbei bis zu 2000 bar.Nach diesem Vorgang hält man einenkreideartigen Körper in den Händen,der in den Ofen zum Sintern kommt.

OxiMaTec besitzt viele verschiedeneÖfen in verschiedenen Größen und mit unterschiedlichen Temperaturenzwischen 1100 und 1750 °C. Es gibtTrockenöfen, Vorbrandöfen und dieheißesten, die Sinteröfen. Erst durchdie hohen Temperaturen erhält dieKeramik ihre Bruchfestigkeit.»Wenn Sie ein gesintertes Teil andie Wand werfen, ist ein Loch inder Wand – das Teil ist nochganz«, schmunzelt WolfgangLeonhardt.Auf Wunsch kann eine Weiter-verarbeitung durch Schleifenoder Ultraschallbearbei-tung erfolgen – diese Bear-beitung übernimmt dannwieder der Graveur-betrieb Leonhardt.So arbeiten beideBetriebe Hand inHand.In der Werkstoff-analytik stehen Com-putertomograf, Rasterelektronenmi-kroskop und Dichtewaage bereit, umdie Materialien auf Herz und Nieren zuprüfen. Es werden Biegeversuche,Bruchfestigkeit und Farbe gemessen.Das Team hat die gesamte Prozessketteim Blick und das nötige Know-how, anjeder einzelnen Schraube zu drehen,um die gewünschten Materialeigen-schaften zu erreichen. »Wir gehen indie Werkstoffformulierung rein undbieten jedem Kunden eine optimaleLösung. So erhält im Zweifel jeder sei-nen individuellen Werkstoff«, erklärtWolfgang Burger.

Für bestimmte Produkte gibt es eineganz genaue Farbvorgabe, beispiels-weise bei Uhren. Keramikuhren warenbisher weiß oder schwarz. LeuchtendeAugen bekommt Wolfgang Burger,wenn er von seiner neuesten Entwick-lung berichtet: einer speziell eingefärb-ten Keramik. Eine gelbe oder blaueMischung ist technisch machbar. Rich-tig schwierig wird es jedoch, immerwieder den gleichen Farbton zu repro-duzieren. Hier spielt nämlich nicht nurdie Rezeptur eine entscheidende Rolle,sondern vor allem die richtige Ofen-atmosphäre beim Sintern. Über dreiJahre forschte das Team am vom Kunden gewünschten speziellen Farb-ton – und liefert heute eine Farbbril-lanz, die überzeugt.

Nicht alle Innovationen gelangen gleich in SerieAnerkennung für seine Arbeit hat dasTeam Leonhardt/Burger in vielfacher

Form erhalten. So gewann es den Euromold-Award einmal in

Bronze und einmal in Gold.

Doch leider gehen nicht alleInnovationen gleich in Serie.

Sei es die Krise, welche dieAutomobilhersteller ihre Ent-

wicklungsbudgets einfrieren ließ, oderseien es gesetzliche Vorschriften. ZumTeil gibt es »leider eine lange Inkuba-tionszeit«, so Wolfgang Burger.Die Ära der Spaceshuttles ist gerade zuEnde gegangen. Von der irdischenKeramik werden wir in Zukunft nocheiniges zu hören bekommen: WolfgangLeonhardt und Wolfgang Burgerhaben für den neuen Werkstoff Dima-cer eine neue Firma namens Leroxidgegründet. ■SUSANNE SCHRÖDER

Die Dokumentnummer für diesen Beitrag unter www.form-werkzeug.de ist FW110407

Einsatz im Heißkanal: Die Anschnitt-düse hält hohen Temperaturen stand

und bietet hohe Verschleiß-festigkeit. Für diese Qualitätgab es 2006 den EuromoldAward in Bronze.

© Carl Hanser Verlag, München 2011. Alle Rechte, auch die des Nachdrucks, der photomechanischen Wiedergabe dieses Sonderdrucks und der Übersetzung behält sich der Verlag vor.

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EuroMold Award 2006 in Bronze

EuroMold Award 2009 in Gold

DIN EN ISO 900170 100 F 1054

Unternehmenskultur und Innovationskraft.Der Graveurbetrieb Leonhardt gehört zu den innovativsten Unternehmen des deutschen Mittelstandes. Zu diesem Urteil gelangte die Jury des „TOP 100“. Weitere Auszeichnungen erhielten wir gemeinsam mit unserem Partnerunter-nehmen OxiMaTec GmbH. 2006 und 2009 gewannen wir den begehrten EuroMold-Award in Bronze und Gold. 1996 erhielt Leonhardt als einer der ersten Graveurbetriebe in der Bundes-republik die Zertifi zierung nach DIN ISO 9001.

Dr. h. c. Wolfgang LeonhardtMozartstraße 2673269 Hochdorf

Fon +49 (0)7153/95 94-0Fax +49 (0)7153/95 94-99

info@leonhardt-gravuren.dewww.leonhardt-gravuren.de

Dr. h. c. Wolfgang LeonhardtMozartstraße 2673269 Hochdorf

Fon +49 (0)7153/95 94-0Fax +49 (0)7153/95 94-99

info@leroxid.dewww.leroxid.de

OxiMaTec GmbHOstring 1873269 Hochdorf

Fon +49 (0)7153/61318-0Fax +49 (0)7153/61318 -9

info@oximatec.dewww.oximatec.de

Dimacer®

Erodierbare Hochleistungskeramik.Die erste Keramik, die leitfähig und gleichzeitig fest und bruchzäh ist.

Eine Entwicklung aus Baden-Württemberg.

Sonderdruck aus FORM+Werkzeug 3/2011

. . . .WERKZEUGBAU... .MIKROBEARBEITUNG.. . .3D-LASERBEARBEITUNG.. . .CNC-GRAVIEREN.. . .

. . . .ERODIERBARE KERAMIK .. . .5-ACHS-HSC-FRÄSEN.. . .CNC-ERODIEREN.. . .POLIEREN.. . . . . . . . .

. . . .FLÄCHENRÜCKFÜHRUNG UND QUALITÄTSSICHERUNG....KUNDENSPEZIFISCHE BAUTEILE....

. . . .WERKSTOFF- UND BAUTEILANALY T IK . . . .5-ACHS-ULTRASCHALLBEARBEITUNG.. . . . . . . . . . . .

. . . .RAPID PROTOT YPING. . . . ZYL INDRISCHE UND QUADERFÖRMIGE HALBZEUGE . . . . . . . . . . . . . . .

. . . .WERKSTOFFENTWICKLUNG UND -AUFBEREITUNG....PROTOTYPEN UND SERIENBAUTEILE....

. . . .PRESSEN UND SPRITZGUSS.. . . INNOVATIVE KERAMIKWERKSTOFFE.. . .

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1FORM+ Werkzeug 3/2011

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KERAMIK ALS WERKSTOFF UND WERKZEUG

Hightech in KeramikDie Verbindung von Werkzeugbau mit Hightech-Keramik schafft

Präzisionswerkzeuge und verschleißfeste Bauteile. Ob biegsame oder

erodierbare Keramik: Die Einsatzmöglichkeiten sind vielfältig.

SCHON die Konstrukteure des Space-shuttles wussten, dass Keramik eineMenge aushält: zum Beispiel Tempera-turen bis 1200 °C beim Wiedereintrittin die Atmosphäre. Deshalb erhielt dieRaumfähre eine keramische Oberflä-che. Auch im Werkzeugbau kommt dasMaterial zum Einsatz: Ein schwäbi-sches Team setzt voll auf den WerkstoffKeramik.

Das Motto lautet »Geht nicht – gibt’s nicht«Die Kombination von Werkzeug undWerkstoff verbindet die beiden Unter-nehmer Dr. h.c. Wolfgang Leonhardtund Dr. Wolfgang Burger. Im schwäbi-schen Hochdorf entwickeln sie gemein-sam Konzepte für hochpräzise Werk-zeuge und mixen im Labor verschiede-ne Werkstoffe, bis die gewünschtenAnforderungen erreicht sind. Nach

dem Motto »Geht nicht gibt’s nicht«kann man die Keramik im Anschlussbiegen, schleifen oder erodieren. DasBesondere dabei ist, dass die Keramiksowohl im Werkzeug verwendet wird(für Dichtungen, Werkzeugeinsätzeoder Heißkanaldüsen), als auch dasEndprodukt aus Keramik sein kann.Der Werkzeugbau zählte immer schonzum Kerngeschäft des Leonhardt Gra-veurbetriebs. 1960 gegründet, beschäf-tigte sich das Unternehmen vonAnfang an mit Spritzgusswerkzeugen –auch für Keramik. Inhaber WolfgangLeonhardt übernahm das Geschäft1992. Dem Gravieren und der Herstel-lung von Prägewerkzeugen ist er treugeblieben. Bei der Werkzeugherstellung hat ersich auf die Mikrobearbeitung vonWerkzeugen bis 500 kg spezialisiert.Der Großteil der Kunden kommt aus

der Automobilindustrie und der Medi-zintechnik. Das Unternehmen beschäf-tigt 21 Mitarbeiter, darunter sind sechsMeister.

Forschung im Bereich keramischer Werkstoffe Der Maschinenpark umfasst Gravier-maschinen, zwei 3D-Laserbearbei-tungszentren, ein Ultrasonic-BAZ,Senk- und Drahterodiermaschinen und diverse CNC- und HSC-Fräsma-schinen (3- und 5-achsig) mit bis zu40 000 U/min. Vertreten sind hier Fir-men wie Deckel Maho, Makino,Hermle und Agie Charmilles. Im mess-technischen Bereich arbeitet Leonhardtmit einer CNC-Koordinatenmess-maschine von Zeiss. Darüber hinaussind noch ein LRS-Laserschweißgerätund fünf Schleifmaschinen von Jung imEinsatz.

Materialentwicklung & Formenbau

Zäh, elastisch, und gar nicht spröde:Die erodierbare Keramik wurde auf

den Namen Dimacer getauft. Dieschwarze Färbung entsteht durch das

zugesetzte Titancarbid, welches das Material leitfähig macht.

Sonderdruck aus

FORM+Werkzeug 3/2011

ENGINEERING

PP Leonhardt_FW110407_FW3_FIN 29.06.2011 13:54 Uhr Seite 1

2 © Carl Hanser Verlag, München FORM+ Werkzeug 3/2011

ENGINEERING Materialentwicklung & Formenbau

Die neueste Drahterodiermaschine istdie Cut 1000 Oil Tech von Agie Char-milles, auf der mit erodierbarer Kera-mik gearbeitet wird. Die Forschung imBereich der keramischen Werkstoffetreibt Wolfgang Leonhardt mit derSchwesterfirma OxiMaTec voran. Die Firma, die ihm zusammen mitWolfgang Burger gehört, liegt gleich300 Meter weiter.

Ein zähes Material: erodierbare KeramikDie OxiMaTec GmbH wurde 2005gegründet. Sie entwickelt Hochleis-tungskeramiken, die auf die Anforde-rungen des späteren Einsatzes genauabgestimmt sind, unter anderem Dentalimplantate, Spezialkeramikenfür die Uhren- und Schmuckindustrie,Anschnittdichtungen für Heißkanal-düsen und Flanschdichtungen für dieLebensmittelherstellung. Ein Keramik-Kunststoff-Verbund für LED-Leuch-ten, der hohen Temperaturen stand-hält, erhielt 2009 den Euromold-Award in Gold. Die Firma beschäftigtsechs Mitarbeiter, darunter vier Che-miker. Auf 800 qm gibt es viel Platzzum Experimentieren. Die neueste Ent-wicklung ist die erodierbare Keramik.Die Grundidee, Keramik zu erodieren,ist eigentlich nicht neu. Der Wunschdabei ist, die guten Eigenschaften desWerkstoffs wie Härte und Temperatur-unempfindlichkeit im Werkzeug- undFormenbau zu nutzen. Die bishererhältlichen Stoffe dafür enthielteneinen großen Anteil an leitfähigemMaterial, das heißt, der Anteil dermetallischen Stoffe in der Keramik lagum die 40 Prozent. Das erhöhte dieHärte und wirkte sich außerdem nega-tiv auf die Zähigkeit aus.

Den Unternehmen OxiMaTec undLeonhardt Graveurbetrieb ist es inZusammenarbeit mit dem Institut fürFertigungstechnologie keramischerBauteile an der Universität Stuttgartgelungen, eine erodierbare Keramikohne Festigkeits- und Zähigkeitsver-lust herzustellen. Wolfgang Leonhardtnennt eine der Schwierigkeiten, mitdenen sich die Entwickler auseinander-setzen mussten. »Die thermische Deh-nung und die Wärmeleitfähigkeit desMaterials müssen auf den Stahlwerk-stoff abgestimmt werden, damit dasvorteilhafte Verschleiß- und Korrosi-onsverhalten der Keramik ausgenutztwerden kann.« Dann lässt sich einelange Lebensdauer der Formeinsätzeerreichen, selbst in kritischen Berei-chen wie dem Anguss beim Spritzgie-ßen von glasfaserverstärkten Polyme-ren oder filigranen, scharfkantigenKavitäten beim Verarbeiten von Metal-len (Metal Injection Molding, kurzMIM, ) oder Keramik (Ceramic Injec-tion Molding, auch CIM).Den neuen Werkstoff Dimacerbeschreibt Wolfgang Burger, geschäfts-

führender Gesellschafter von OxiMa-Tec: »Der elektrische Leiter in der vonuns entwickelten Keramik ist ein Hart-stoff. Sein Anteil beträgt gerade einmal20 bis 24 Prozent des Gesamtvolu-mens. Dadurch ist es uns gelungen,dem Material eine hohe Härte bei gutermechanischer Festigkeit und Bruch-zähigkeit zu verleihen.« Die Härte undElastizität kann durch den Einbau vongefügeverstärkenden Plättchen variiertwerden.

Auch Schneidstempel für dasStanzen sind machbarDer Materialentwicklung folgten zahl-reiche Tests zur Bearbeitung mit denüblichen Werkzeug- und Formenbau-verfahren. Zunächst wurde ein Zahn-rad drahterodiert. Wolfgang Leon-hardt erläutert: »Wir haben das Zahn-rad in ein Getriebe eingesetzt, um seineVerschleißbeständigkeit in der Tro-ckenreibung zu testen.« Das Ergebnis übertraf die Erwartungendes erfahrenen Werkzeugbauers, derdaraufhin weiter mit dem Materialexperimentierte und herausfand, dass

UNTERNEHMENiLeonhardt GraveurbetriebTel. +49 7153 9594-0www.leonhardt-gravuren.de

OxiMaTec GmbHTel. +49 7163 61318-0www.oximatec.de

Leroxid Tel. +49 7153 9594-0www.leroxid.de

Formeinsätze:Die Dimacer-Keramik kann alsverschleißfesterWerkzeugeinsatzbeim Metall- undKeramikspritzgusseingesetzt werden.

Innovatives Team:Dr. h.c. WolfgangLeonhardt (links)und Dr. WolfgangBurger treiben dieEntwicklung derHightech-Keramikvoran.

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künftig auch Schneidstempel für dasStanzen in Betracht kommen.In einer zweiten Erprobungsphasewurde die neue erodierbare Keramikauf einer Drahterodiermaschine CUT1000 mit Ölbad von GF Agie Charmil-les verarbeitet. Das Ergebnis war soüberzeugend, dass die beteiligten Fir-men ihre Neuheit auf der Euromold2010 erstmals der Öffentlichkeit prä-sentierten – nach zweieinhalbjährigerEntwicklungsphase.Weitere Versuche zur Bearbeitung dererodierbaren Keramik folgen, umsicherzustellen, dass das Materialunabhängig von der vorhandenenMaschinentechnik eingesetzt werdenkann. Wolfgang Burger definiert dasZiel so: »Jeder Werkzeug- und For-menbauer soll aus Dimacer prozess-sicher Einsätze fertigen und sie in dieStahlformen für das Metall- oder Kera-mikspritzgießen einsetzen können.«

Zu Besuch im Labor derAlchimistenWas die Herstellung von Hightech-Keramik so aufwendig macht, wird beiOxiMaTec deutlich. Im Labor fängtalles an: Um eine Hochleistungskera-mik zu produzieren, werden bis zu 15verschiedene Bestandteile gemischt.Hier spielt die Rheologie eine großeRolle – die Wissenschaft, die sich mitdem Verformungs- und Fließverhaltender Materie beschäftigt. Die Materialien werden zuerst in wäss-riger Lösung dispergiert und anschlie-ßend gemahlen. Bei richtiger Tempera-

tur und Umdrehungszahl wirdaus der Keramiksuppe einehomogene Masse. Das heißt,dass die verschiedenen, nichtineinander löslichen Kompo-nenten gleichmäßig vermischtsind.Das homogene Gemisch wirdim Anschluss in einem Sprüh-

turm getrocknet. Das Verfahrender Sprühtrocknung wird auch für

die Waschmittel- oder Milchpulver-herstellung genutzt. Dabei wird dieSuspension in eine Düse im oberen Teildes Sprühturms gepumpt. Neben derDüse tritt Pressluft aus. Die Luftschneidet den Tropfen oder Strang ab.Im Turm herrscht neben einem Tempe-raturunterschied ein Unterdruck, derdie Masse nach unten zieht. Das Was-ser verdampft, und unten kommt ineinem Auffangbehälter ein Pulver an,ein superfeines Keramik-Granulat. Aus dem Pulver werden im Labor miteiner Handhebelpresse – die zierlichaussieht, aber 30 Tonnen Druck bietet– Tabletten gepresst. Diese werden imAnschluss eingehend analysiert. Dich-te, Gewicht und Verteilungskurvenwerden bestimmt. Jedes einzelne µm-

Körnchen in der Masse muss an seinemPlatz sein. Wird Keramikpulver für denSpritzguss hergestellt, so ist es noch zuplastifizieren. Um das Fließverhaltenzu testen, wird das Material erhitzt unddie Fließkurven analysiert. In der Produktion von OxiMaTec ste-hen alle Geräte, die es im Labor auchgibt – nur eine Nummer größer: DieSprühtürme sind hier mehrere Meterhoch. Wenn die ›Keramiksuppe‹ durchdie Rohrleitung ankommt, hat sie dieersten Arbeitsgänge schon hinter sich.Sie ist gemahlen, gerührt, geschert,homogenisiert und durch ein Kühlag-gregat auf die richtige Verarbeitungs-temperatur heruntergekühlt. Wenn dasGranulat fertig aus dem Sprühturmkommt, gibt es zwei Möglichkeiten:die Weiterverarbeitung im Spritzgussoder Pressen.

Elastische und flüssige Keramikzum SpritzgießenFür den Spritzguss ist das Granulatnoch entsprechend aufzubereiten. DasPulver wird von einem Rührwerkzusammen mit organischen Stoffengeknetet, gemischt und homogenisiert.Die Masse durchläuft eine Scherwalze.

Flexibler Werkstoff:Dieses Musterstück

demonstriert die vielfältigen Verarbeitungsmöglichkeiten der erodierbaren Keramik.

EIN WERKSTOFF – DREIMAL ANDERS VERARBEITETiErodieren Pressen Spritzguss

Rohstoffe mischen undhomogenisieren

Rohstoffe mischen undhomogenisieren

Rohstoffe mischen undhomogenisieren

Zu Rohlingen pressen Pressen- axial (Pressdruck in eine

Achse) oder- isostatisch (Druck aus

allen Richtungen)

Plastifizieren

Sintern: Material schrumpft beidiesem Prozess um bis zu 30 Prozent

Sintern / Brennen Pulverspritzgießen (CIM: Ceramic InjectionMolding)

Erodieren im Ölbad UltraschallgestütztesSchleifen oder 3D-Laserbearbeitung

Entbinderung

Sintern / Brennen

Oberflächenfinish

ENGINEERINGMaterialentwicklung & Formenbau

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tur und Umdrehungszahl wirdaus der Keramiksuppe einehomogene Masse. Das heißt,dass die verschiedenen, nichtineinander löslichen Kompo-nenten gleichmäßig vermischtsind.Das homogene Gemisch wirdim Anschluss in einem Sprüh-

turm getrocknet. Das Verfahrender Sprühtrocknung wird auch für

die Waschmittel- oder Milchpulver-herstellung genutzt. Dabei wird dieSuspension in eine Düse im oberen Teildes Sprühturms gepumpt. Neben derDüse tritt Pressluft aus. Die Luftschneidet den Tropfen oder Strang ab.

Flexibler Werkstoff:Dieses Musterstück

demonstriert die vielfältigen Verarbeitungsmöglichkeiten der

tur und Umdrehungszahl wirdaus der Keramiksuppe einehomogene Masse. Das heißt,dass die verschiedenen, nichtineinander löslichen Kompo-

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KERAMIK ALS WERKSTOFF UND WERKZEUG

Hightech in KeramikDie Verbindung von Werkzeugbau mit Hightech-Keramik schafft

Präzisionswerkzeuge und verschleißfeste Bauteile. Ob biegsame oder

erodierbare Keramik: Die Einsatzmöglichkeiten sind vielfältig.

SCHON die Konstrukteure des Space-shuttles wussten, dass Keramik eineMenge aushält: zum Beispiel Tempera-turen bis 1200 °C beim Wiedereintrittin die Atmosphäre. Deshalb erhielt dieRaumfähre eine keramische Oberflä-che. Auch im Werkzeugbau kommt dasMaterial zum Einsatz: Ein schwäbi-sches Team setzt voll auf den WerkstoffKeramik.

Das Motto lautet »Geht nicht – gibt’s nicht«Die Kombination von Werkzeug undWerkstoff verbindet die beiden Unter-nehmer Dr. h.c. Wolfgang Leonhardtund Dr. Wolfgang Burger. Im schwäbi-schen Hochdorf entwickeln sie gemein-sam Konzepte für hochpräzise Werk-zeuge und mixen im Labor verschiede-ne Werkstoffe, bis die gewünschtenAnforderungen erreicht sind. Nach

dem Motto »Geht nicht gibt’s nicht«kann man die Keramik im Anschlussbiegen, schleifen oder erodieren. DasBesondere dabei ist, dass die Keramiksowohl im Werkzeug verwendet wird(für Dichtungen, Werkzeugeinsätzeoder Heißkanaldüsen), als auch dasEndprodukt aus Keramik sein kann.Der Werkzeugbau zählte immer schonzum Kerngeschäft des Leonhardt Gra-veurbetriebs. 1960 gegründet, beschäf-tigte sich das Unternehmen vonAnfang an mit Spritzgusswerkzeugen –auch für Keramik. Inhaber WolfgangLeonhardt übernahm das Geschäft1992. Dem Gravieren und der Herstel-lung von Prägewerkzeugen ist er treugeblieben. Bei der Werkzeugherstellung hat ersich auf die Mikrobearbeitung vonWerkzeugen bis 500 kg spezialisiert.Der Großteil der Kunden kommt aus

der Automobilindustrie und der Medi-zintechnik. Das Unternehmen beschäf-tigt 21 Mitarbeiter, darunter sind sechsMeister.

Forschung im Bereich keramischer Werkstoffe Der Maschinenpark umfasst Gravier-maschinen, zwei 3D-Laserbearbei-tungszentren, ein Ultrasonic-BAZ,Senk- und Drahterodiermaschinen und diverse CNC- und HSC-Fräsma-schinen (3- und 5-achsig) mit bis zu40 000 U/min. Vertreten sind hier Fir-men wie Deckel Maho, Makino,Hermle und Agie Charmilles. Im mess-technischen Bereich arbeitet Leonhardtmit einer CNC-Koordinatenmess-maschine von Zeiss. Darüber hinaussind noch ein LRS-Laserschweißgerätund fünf Schleifmaschinen von Jung imEinsatz.

Materialentwicklung & Formenbau

Zäh, elastisch, und gar nicht spröde:Die erodierbare Keramik wurde auf

den Namen Dimacer getauft. Dieschwarze Färbung entsteht durch das

zugesetzte Titancarbid, welches das Material leitfähig macht.

Sonderdruck aus

FORM+Werkzeug 3/2011

ENGINEERING

PP Leonhardt_FW110407_FW3_FIN 29.06.2011 13:54 Uhr Seite 1

2 © Carl Hanser Verlag, München FORM+ Werkzeug 3/2011

ENGINEERING Materialentwicklung & Formenbau

Die neueste Drahterodiermaschine istdie Cut 1000 Oil Tech von Agie Char-milles, auf der mit erodierbarer Kera-mik gearbeitet wird. Die Forschung imBereich der keramischen Werkstoffetreibt Wolfgang Leonhardt mit derSchwesterfirma OxiMaTec voran. Die Firma, die ihm zusammen mitWolfgang Burger gehört, liegt gleich300 Meter weiter.

Ein zähes Material: erodierbare KeramikDie OxiMaTec GmbH wurde 2005gegründet. Sie entwickelt Hochleis-tungskeramiken, die auf die Anforde-rungen des späteren Einsatzes genauabgestimmt sind, unter anderem Dentalimplantate, Spezialkeramikenfür die Uhren- und Schmuckindustrie,Anschnittdichtungen für Heißkanal-düsen und Flanschdichtungen für dieLebensmittelherstellung. Ein Keramik-Kunststoff-Verbund für LED-Leuch-ten, der hohen Temperaturen stand-hält, erhielt 2009 den Euromold-Award in Gold. Die Firma beschäftigtsechs Mitarbeiter, darunter vier Che-miker. Auf 800 qm gibt es viel Platzzum Experimentieren. Die neueste Ent-wicklung ist die erodierbare Keramik.Die Grundidee, Keramik zu erodieren,ist eigentlich nicht neu. Der Wunschdabei ist, die guten Eigenschaften desWerkstoffs wie Härte und Temperatur-unempfindlichkeit im Werkzeug- undFormenbau zu nutzen. Die bishererhältlichen Stoffe dafür enthielteneinen großen Anteil an leitfähigemMaterial, das heißt, der Anteil dermetallischen Stoffe in der Keramik lagum die 40 Prozent. Das erhöhte dieHärte und wirkte sich außerdem nega-tiv auf die Zähigkeit aus.

Den Unternehmen OxiMaTec undLeonhardt Graveurbetrieb ist es inZusammenarbeit mit dem Institut fürFertigungstechnologie keramischerBauteile an der Universität Stuttgartgelungen, eine erodierbare Keramikohne Festigkeits- und Zähigkeitsver-lust herzustellen. Wolfgang Leonhardtnennt eine der Schwierigkeiten, mitdenen sich die Entwickler auseinander-setzen mussten. »Die thermische Deh-nung und die Wärmeleitfähigkeit desMaterials müssen auf den Stahlwerk-stoff abgestimmt werden, damit dasvorteilhafte Verschleiß- und Korrosi-onsverhalten der Keramik ausgenutztwerden kann.« Dann lässt sich einelange Lebensdauer der Formeinsätzeerreichen, selbst in kritischen Berei-chen wie dem Anguss beim Spritzgie-ßen von glasfaserverstärkten Polyme-ren oder filigranen, scharfkantigenKavitäten beim Verarbeiten von Metal-len (Metal Injection Molding, kurzMIM, ) oder Keramik (Ceramic Injec-tion Molding, auch CIM).Den neuen Werkstoff Dimacerbeschreibt Wolfgang Burger, geschäfts-

führender Gesellschafter von OxiMa-Tec: »Der elektrische Leiter in der vonuns entwickelten Keramik ist ein Hart-stoff. Sein Anteil beträgt gerade einmal20 bis 24 Prozent des Gesamtvolu-mens. Dadurch ist es uns gelungen,dem Material eine hohe Härte bei gutermechanischer Festigkeit und Bruch-zähigkeit zu verleihen.« Die Härte undElastizität kann durch den Einbau vongefügeverstärkenden Plättchen variiertwerden.

Auch Schneidstempel für dasStanzen sind machbarDer Materialentwicklung folgten zahl-reiche Tests zur Bearbeitung mit denüblichen Werkzeug- und Formenbau-verfahren. Zunächst wurde ein Zahn-rad drahterodiert. Wolfgang Leon-hardt erläutert: »Wir haben das Zahn-rad in ein Getriebe eingesetzt, um seineVerschleißbeständigkeit in der Tro-ckenreibung zu testen.« Das Ergebnis übertraf die Erwartungendes erfahrenen Werkzeugbauers, derdaraufhin weiter mit dem Materialexperimentierte und herausfand, dass

UNTERNEHMENiLeonhardt GraveurbetriebTel. +49 7153 9594-0www.leonhardt-gravuren.de

OxiMaTec GmbHTel. +49 7163 61318-0www.oximatec.de

Leroxid Tel. +49 7153 9594-0www.leroxid.de

Formeinsätze:Die Dimacer-Keramik kann alsverschleißfesterWerkzeugeinsatzbeim Metall- undKeramikspritzgusseingesetzt werden.

Innovatives Team:Dr. h.c. WolfgangLeonhardt (links)und Dr. WolfgangBurger treiben dieEntwicklung derHightech-Keramikvoran.

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3FORM+ Werkzeug 3/2011

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künftig auch Schneidstempel für dasStanzen in Betracht kommen.In einer zweiten Erprobungsphasewurde die neue erodierbare Keramikauf einer Drahterodiermaschine CUT1000 mit Ölbad von GF Agie Charmil-les verarbeitet. Das Ergebnis war soüberzeugend, dass die beteiligten Fir-men ihre Neuheit auf der Euromold2010 erstmals der Öffentlichkeit prä-sentierten – nach zweieinhalbjährigerEntwicklungsphase.Weitere Versuche zur Bearbeitung dererodierbaren Keramik folgen, umsicherzustellen, dass das Materialunabhängig von der vorhandenenMaschinentechnik eingesetzt werdenkann. Wolfgang Burger definiert dasZiel so: »Jeder Werkzeug- und For-menbauer soll aus Dimacer prozess-sicher Einsätze fertigen und sie in dieStahlformen für das Metall- oder Kera-mikspritzgießen einsetzen können.«

Zu Besuch im Labor derAlchimistenWas die Herstellung von Hightech-Keramik so aufwendig macht, wird beiOxiMaTec deutlich. Im Labor fängtalles an: Um eine Hochleistungskera-mik zu produzieren, werden bis zu 15verschiedene Bestandteile gemischt.Hier spielt die Rheologie eine großeRolle – die Wissenschaft, die sich mitdem Verformungs- und Fließverhaltender Materie beschäftigt. Die Materialien werden zuerst in wäss-riger Lösung dispergiert und anschlie-ßend gemahlen. Bei richtiger Tempera-

tur und Umdrehungszahl wirdaus der Keramiksuppe einehomogene Masse. Das heißt,dass die verschiedenen, nichtineinander löslichen Kompo-nenten gleichmäßig vermischtsind.Das homogene Gemisch wirdim Anschluss in einem Sprüh-

turm getrocknet. Das Verfahrender Sprühtrocknung wird auch für

die Waschmittel- oder Milchpulver-herstellung genutzt. Dabei wird dieSuspension in eine Düse im oberen Teildes Sprühturms gepumpt. Neben derDüse tritt Pressluft aus. Die Luftschneidet den Tropfen oder Strang ab.Im Turm herrscht neben einem Tempe-raturunterschied ein Unterdruck, derdie Masse nach unten zieht. Das Was-ser verdampft, und unten kommt ineinem Auffangbehälter ein Pulver an,ein superfeines Keramik-Granulat. Aus dem Pulver werden im Labor miteiner Handhebelpresse – die zierlichaussieht, aber 30 Tonnen Druck bietet– Tabletten gepresst. Diese werden imAnschluss eingehend analysiert. Dich-te, Gewicht und Verteilungskurvenwerden bestimmt. Jedes einzelne µm-

Körnchen in der Masse muss an seinemPlatz sein. Wird Keramikpulver für denSpritzguss hergestellt, so ist es noch zuplastifizieren. Um das Fließverhaltenzu testen, wird das Material erhitzt unddie Fließkurven analysiert. In der Produktion von OxiMaTec ste-hen alle Geräte, die es im Labor auchgibt – nur eine Nummer größer: DieSprühtürme sind hier mehrere Meterhoch. Wenn die ›Keramiksuppe‹ durchdie Rohrleitung ankommt, hat sie dieersten Arbeitsgänge schon hinter sich.Sie ist gemahlen, gerührt, geschert,homogenisiert und durch ein Kühlag-gregat auf die richtige Verarbeitungs-temperatur heruntergekühlt. Wenn dasGranulat fertig aus dem Sprühturmkommt, gibt es zwei Möglichkeiten:die Weiterverarbeitung im Spritzgussoder Pressen.

Elastische und flüssige Keramikzum SpritzgießenFür den Spritzguss ist das Granulatnoch entsprechend aufzubereiten. DasPulver wird von einem Rührwerkzusammen mit organischen Stoffengeknetet, gemischt und homogenisiert.Die Masse durchläuft eine Scherwalze.

Flexibler Werkstoff:Dieses Musterstück

demonstriert die vielfältigen Verarbeitungsmöglichkeiten der erodierbaren Keramik.

EIN WERKSTOFF – DREIMAL ANDERS VERARBEITETiErodieren Pressen Spritzguss

Rohstoffe mischen undhomogenisieren

Rohstoffe mischen undhomogenisieren

Rohstoffe mischen undhomogenisieren

Zu Rohlingen pressen Pressen- axial (Pressdruck in eine

Achse) oder- isostatisch (Druck aus

allen Richtungen)

Plastifizieren

Sintern: Material schrumpft beidiesem Prozess um bis zu 30 Prozent

Sintern / Brennen Pulverspritzgießen (CIM: Ceramic InjectionMolding)

Erodieren im Ölbad UltraschallgestütztesSchleifen oder 3D-Laserbearbeitung

Entbinderung

Sintern / Brennen

Oberflächenfinish

ENGINEERINGMaterialentwicklung & Formenbau

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tur und Umdrehungszahl wirdaus der Keramiksuppe einehomogene Masse. Das heißt,dass die verschiedenen, nichtineinander löslichen Kompo-nenten gleichmäßig vermischtsind.Das homogene Gemisch wirdim Anschluss in einem Sprüh-

turm getrocknet. Das Verfahrender Sprühtrocknung wird auch für

die Waschmittel- oder Milchpulver-herstellung genutzt. Dabei wird dieSuspension in eine Düse im oberen Teildes Sprühturms gepumpt. Neben derDüse tritt Pressluft aus. Die Luftschneidet den Tropfen oder Strang ab.

Flexibler Werkstoff:Dieses Musterstück

demonstriert die vielfältigen Verarbeitungsmöglichkeiten der

tur und Umdrehungszahl wirdaus der Keramiksuppe einehomogene Masse. Das heißt,dass die verschiedenen, nichtineinander löslichen Kompo-

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KERAMIK ALS WERKSTOFF UND WERKZEUG

Hightech in KeramikDie Verbindung von Werkzeugbau mit Hightech-Keramik schafft

Präzisionswerkzeuge und verschleißfeste Bauteile. Ob biegsame oder

erodierbare Keramik: Die Einsatzmöglichkeiten sind vielfältig.

SCHON die Konstrukteure des Space-shuttles wussten, dass Keramik eineMenge aushält: zum Beispiel Tempera-turen bis 1200 °C beim Wiedereintrittin die Atmosphäre. Deshalb erhielt dieRaumfähre eine keramische Oberflä-che. Auch im Werkzeugbau kommt dasMaterial zum Einsatz: Ein schwäbi-sches Team setzt voll auf den WerkstoffKeramik.

Das Motto lautet »Geht nicht – gibt’s nicht«Die Kombination von Werkzeug undWerkstoff verbindet die beiden Unter-nehmer Dr. h.c. Wolfgang Leonhardtund Dr. Wolfgang Burger. Im schwäbi-schen Hochdorf entwickeln sie gemein-sam Konzepte für hochpräzise Werk-zeuge und mixen im Labor verschiede-ne Werkstoffe, bis die gewünschtenAnforderungen erreicht sind. Nach

dem Motto »Geht nicht gibt’s nicht«kann man die Keramik im Anschlussbiegen, schleifen oder erodieren. DasBesondere dabei ist, dass die Keramiksowohl im Werkzeug verwendet wird(für Dichtungen, Werkzeugeinsätzeoder Heißkanaldüsen), als auch dasEndprodukt aus Keramik sein kann.Der Werkzeugbau zählte immer schonzum Kerngeschäft des Leonhardt Gra-veurbetriebs. 1960 gegründet, beschäf-tigte sich das Unternehmen vonAnfang an mit Spritzgusswerkzeugen –auch für Keramik. Inhaber WolfgangLeonhardt übernahm das Geschäft1992. Dem Gravieren und der Herstel-lung von Prägewerkzeugen ist er treugeblieben. Bei der Werkzeugherstellung hat ersich auf die Mikrobearbeitung vonWerkzeugen bis 500 kg spezialisiert.Der Großteil der Kunden kommt aus

der Automobilindustrie und der Medi-zintechnik. Das Unternehmen beschäf-tigt 21 Mitarbeiter, darunter sind sechsMeister.

Forschung im Bereich keramischer Werkstoffe Der Maschinenpark umfasst Gravier-maschinen, zwei 3D-Laserbearbei-tungszentren, ein Ultrasonic-BAZ,Senk- und Drahterodiermaschinen und diverse CNC- und HSC-Fräsma-schinen (3- und 5-achsig) mit bis zu40 000 U/min. Vertreten sind hier Fir-men wie Deckel Maho, Makino,Hermle und Agie Charmilles. Im mess-technischen Bereich arbeitet Leonhardtmit einer CNC-Koordinatenmess-maschine von Zeiss. Darüber hinaussind noch ein LRS-Laserschweißgerätund fünf Schleifmaschinen von Jung imEinsatz.

Materialentwicklung & Formenbau

Zäh, elastisch, und gar nicht spröde:Die erodierbare Keramik wurde auf

den Namen Dimacer getauft. Dieschwarze Färbung entsteht durch das

zugesetzte Titancarbid, welches das Material leitfähig macht.

Sonderdruck aus

FORM+Werkzeug 3/2011

ENGINEERING

PP Leonhardt_FW110407_FW3_FIN 29.06.2011 13:54 Uhr Seite 1

2 © Carl Hanser Verlag, München FORM+ Werkzeug 3/2011

ENGINEERING Materialentwicklung & Formenbau

Die neueste Drahterodiermaschine istdie Cut 1000 Oil Tech von Agie Char-milles, auf der mit erodierbarer Kera-mik gearbeitet wird. Die Forschung imBereich der keramischen Werkstoffetreibt Wolfgang Leonhardt mit derSchwesterfirma OxiMaTec voran. Die Firma, die ihm zusammen mitWolfgang Burger gehört, liegt gleich300 Meter weiter.

Ein zähes Material: erodierbare KeramikDie OxiMaTec GmbH wurde 2005gegründet. Sie entwickelt Hochleis-tungskeramiken, die auf die Anforde-rungen des späteren Einsatzes genauabgestimmt sind, unter anderem Dentalimplantate, Spezialkeramikenfür die Uhren- und Schmuckindustrie,Anschnittdichtungen für Heißkanal-düsen und Flanschdichtungen für dieLebensmittelherstellung. Ein Keramik-Kunststoff-Verbund für LED-Leuch-ten, der hohen Temperaturen stand-hält, erhielt 2009 den Euromold-Award in Gold. Die Firma beschäftigtsechs Mitarbeiter, darunter vier Che-miker. Auf 800 qm gibt es viel Platzzum Experimentieren. Die neueste Ent-wicklung ist die erodierbare Keramik.Die Grundidee, Keramik zu erodieren,ist eigentlich nicht neu. Der Wunschdabei ist, die guten Eigenschaften desWerkstoffs wie Härte und Temperatur-unempfindlichkeit im Werkzeug- undFormenbau zu nutzen. Die bishererhältlichen Stoffe dafür enthielteneinen großen Anteil an leitfähigemMaterial, das heißt, der Anteil dermetallischen Stoffe in der Keramik lagum die 40 Prozent. Das erhöhte dieHärte und wirkte sich außerdem nega-tiv auf die Zähigkeit aus.

Den Unternehmen OxiMaTec undLeonhardt Graveurbetrieb ist es inZusammenarbeit mit dem Institut fürFertigungstechnologie keramischerBauteile an der Universität Stuttgartgelungen, eine erodierbare Keramikohne Festigkeits- und Zähigkeitsver-lust herzustellen. Wolfgang Leonhardtnennt eine der Schwierigkeiten, mitdenen sich die Entwickler auseinander-setzen mussten. »Die thermische Deh-nung und die Wärmeleitfähigkeit desMaterials müssen auf den Stahlwerk-stoff abgestimmt werden, damit dasvorteilhafte Verschleiß- und Korrosi-onsverhalten der Keramik ausgenutztwerden kann.« Dann lässt sich einelange Lebensdauer der Formeinsätzeerreichen, selbst in kritischen Berei-chen wie dem Anguss beim Spritzgie-ßen von glasfaserverstärkten Polyme-ren oder filigranen, scharfkantigenKavitäten beim Verarbeiten von Metal-len (Metal Injection Molding, kurzMIM, ) oder Keramik (Ceramic Injec-tion Molding, auch CIM).Den neuen Werkstoff Dimacerbeschreibt Wolfgang Burger, geschäfts-

führender Gesellschafter von OxiMa-Tec: »Der elektrische Leiter in der vonuns entwickelten Keramik ist ein Hart-stoff. Sein Anteil beträgt gerade einmal20 bis 24 Prozent des Gesamtvolu-mens. Dadurch ist es uns gelungen,dem Material eine hohe Härte bei gutermechanischer Festigkeit und Bruch-zähigkeit zu verleihen.« Die Härte undElastizität kann durch den Einbau vongefügeverstärkenden Plättchen variiertwerden.

Auch Schneidstempel für dasStanzen sind machbarDer Materialentwicklung folgten zahl-reiche Tests zur Bearbeitung mit denüblichen Werkzeug- und Formenbau-verfahren. Zunächst wurde ein Zahn-rad drahterodiert. Wolfgang Leon-hardt erläutert: »Wir haben das Zahn-rad in ein Getriebe eingesetzt, um seineVerschleißbeständigkeit in der Tro-ckenreibung zu testen.« Das Ergebnis übertraf die Erwartungendes erfahrenen Werkzeugbauers, derdaraufhin weiter mit dem Materialexperimentierte und herausfand, dass

UNTERNEHMENiLeonhardt GraveurbetriebTel. +49 7153 9594-0www.leonhardt-gravuren.de

OxiMaTec GmbHTel. +49 7163 61318-0www.oximatec.de

Leroxid Tel. +49 7153 9594-0www.leroxid.de

Formeinsätze:Die Dimacer-Keramik kann alsverschleißfesterWerkzeugeinsatzbeim Metall- undKeramikspritzgusseingesetzt werden.

Innovatives Team:Dr. h.c. WolfgangLeonhardt (links)und Dr. WolfgangBurger treiben dieEntwicklung derHightech-Keramikvoran.

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künftig auch Schneidstempel für dasStanzen in Betracht kommen.In einer zweiten Erprobungsphasewurde die neue erodierbare Keramikauf einer Drahterodiermaschine CUT1000 mit Ölbad von GF Agie Charmil-les verarbeitet. Das Ergebnis war soüberzeugend, dass die beteiligten Fir-men ihre Neuheit auf der Euromold2010 erstmals der Öffentlichkeit prä-sentierten – nach zweieinhalbjährigerEntwicklungsphase.Weitere Versuche zur Bearbeitung dererodierbaren Keramik folgen, umsicherzustellen, dass das Materialunabhängig von der vorhandenenMaschinentechnik eingesetzt werdenkann. Wolfgang Burger definiert dasZiel so: »Jeder Werkzeug- und For-menbauer soll aus Dimacer prozess-sicher Einsätze fertigen und sie in dieStahlformen für das Metall- oder Kera-mikspritzgießen einsetzen können.«

Zu Besuch im Labor derAlchimistenWas die Herstellung von Hightech-Keramik so aufwendig macht, wird beiOxiMaTec deutlich. Im Labor fängtalles an: Um eine Hochleistungskera-mik zu produzieren, werden bis zu 15verschiedene Bestandteile gemischt.Hier spielt die Rheologie eine großeRolle – die Wissenschaft, die sich mitdem Verformungs- und Fließverhaltender Materie beschäftigt. Die Materialien werden zuerst in wäss-riger Lösung dispergiert und anschlie-ßend gemahlen. Bei richtiger Tempera-

tur und Umdrehungszahl wirdaus der Keramiksuppe einehomogene Masse. Das heißt,dass die verschiedenen, nichtineinander löslichen Kompo-nenten gleichmäßig vermischtsind.Das homogene Gemisch wirdim Anschluss in einem Sprüh-

turm getrocknet. Das Verfahrender Sprühtrocknung wird auch für

die Waschmittel- oder Milchpulver-herstellung genutzt. Dabei wird dieSuspension in eine Düse im oberen Teildes Sprühturms gepumpt. Neben derDüse tritt Pressluft aus. Die Luftschneidet den Tropfen oder Strang ab.Im Turm herrscht neben einem Tempe-raturunterschied ein Unterdruck, derdie Masse nach unten zieht. Das Was-ser verdampft, und unten kommt ineinem Auffangbehälter ein Pulver an,ein superfeines Keramik-Granulat. Aus dem Pulver werden im Labor miteiner Handhebelpresse – die zierlichaussieht, aber 30 Tonnen Druck bietet– Tabletten gepresst. Diese werden imAnschluss eingehend analysiert. Dich-te, Gewicht und Verteilungskurvenwerden bestimmt. Jedes einzelne µm-

Körnchen in der Masse muss an seinemPlatz sein. Wird Keramikpulver für denSpritzguss hergestellt, so ist es noch zuplastifizieren. Um das Fließverhaltenzu testen, wird das Material erhitzt unddie Fließkurven analysiert. In der Produktion von OxiMaTec ste-hen alle Geräte, die es im Labor auchgibt – nur eine Nummer größer: DieSprühtürme sind hier mehrere Meterhoch. Wenn die ›Keramiksuppe‹ durchdie Rohrleitung ankommt, hat sie dieersten Arbeitsgänge schon hinter sich.Sie ist gemahlen, gerührt, geschert,homogenisiert und durch ein Kühlag-gregat auf die richtige Verarbeitungs-temperatur heruntergekühlt. Wenn dasGranulat fertig aus dem Sprühturmkommt, gibt es zwei Möglichkeiten:die Weiterverarbeitung im Spritzgussoder Pressen.

Elastische und flüssige Keramikzum SpritzgießenFür den Spritzguss ist das Granulatnoch entsprechend aufzubereiten. DasPulver wird von einem Rührwerkzusammen mit organischen Stoffengeknetet, gemischt und homogenisiert.Die Masse durchläuft eine Scherwalze.

Flexibler Werkstoff:Dieses Musterstück

demonstriert die vielfältigen Verarbeitungsmöglichkeiten der erodierbaren Keramik.

EIN WERKSTOFF – DREIMAL ANDERS VERARBEITETiErodieren Pressen Spritzguss

Rohstoffe mischen undhomogenisieren

Rohstoffe mischen undhomogenisieren

Rohstoffe mischen undhomogenisieren

Zu Rohlingen pressen Pressen- axial (Pressdruck in eine

Achse) oder- isostatisch (Druck aus

allen Richtungen)

Plastifizieren

Sintern: Material schrumpft beidiesem Prozess um bis zu 30 Prozent

Sintern / Brennen Pulverspritzgießen (CIM: Ceramic InjectionMolding)

Erodieren im Ölbad UltraschallgestütztesSchleifen oder 3D-Laserbearbeitung

Entbinderung

Sintern / Brennen

Oberflächenfinish

ENGINEERINGMaterialentwicklung & Formenbau

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tur und Umdrehungszahl wirdaus der Keramiksuppe einehomogene Masse. Das heißt,dass die verschiedenen, nichtineinander löslichen Kompo-nenten gleichmäßig vermischtsind.Das homogene Gemisch wirdim Anschluss in einem Sprüh-

turm getrocknet. Das Verfahrender Sprühtrocknung wird auch für

die Waschmittel- oder Milchpulver-herstellung genutzt. Dabei wird dieSuspension in eine Düse im oberen Teildes Sprühturms gepumpt. Neben derDüse tritt Pressluft aus. Die Luftschneidet den Tropfen oder Strang ab.

Flexibler Werkstoff:Dieses Musterstück

demonstriert die vielfältigen Verarbeitungsmöglichkeiten der

tur und Umdrehungszahl wirdaus der Keramiksuppe einehomogene Masse. Das heißt,dass die verschiedenen, nichtineinander löslichen Kompo-

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Die CUT 100 Oiltech im Einsatz: Die Erodiermaschine von Agie Charmilles erodiert die Keramikwerkstücke im Ölbad. Das Öl sorgt für eine gute Oberflächenqualität.

ENGINEERING Materialentwicklung & Formenbau

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Das fertige Granulat enthält dann denKunststoff, der für die Plastifizierungnotwendig ist. Damit wird die Keramikspritzfähig, elastisch und flüssig. Die-ses Granulat gelangt in die Spritzma-schine, die sich auch im Hause befin-det. Auf einer Arburg-270S-Spritzguss-maschine werden Prototypen undKleinserien bis 10 000 Stück gefertigt.Nach dem Spritzvorgang wird dasWerkstück erst vorgebrannt. Bei die-sem ersten Besuch im Ofen werden dieKunststoffanteile wieder entfernt oder– wie der Fachmann es nennt – entbin-dert. Im Anschluss geht’s dann zumfinalen Brennen in den Sinterofen.Hierbei ist zu berücksichtigen, dass dasWerkstück beim Brennen um bis zu 30Prozent schrumpft. Die so hergestelltenTeile erfüllen nach diesen Arbeitsvor-gängen immer noch Toleranzen um die30 µm – für die PräzisionswerkerEhrensache.

Hier gibt’s Druck von allen Seiten: Pressen der KeramikBeim Pressen kommen große Kräftezum Wirken. Die Presswerkzeuge wer-den so konturnah wie möglich herge-stellt. Das Keramikgranulat kann manaxial pressen (dabei wird der Press-druck in eine Richtung ausgeübt, bei-spielsweise für Platten), es gibt aberauch das isostatische Pressen. Hierwird von allen Seiten Druck aufs Werk-stück ausgeübt. Der Druck liegt hierbei bis zu 2000 bar.Nach diesem Vorgang hält man einenkreideartigen Körper in den Händen,der in den Ofen zum Sintern kommt.

OxiMaTec besitzt viele verschiedeneÖfen in verschiedenen Größen und mit unterschiedlichen Temperaturenzwischen 1100 und 1750 °C. Es gibtTrockenöfen, Vorbrandöfen und dieheißesten, die Sinteröfen. Erst durchdie hohen Temperaturen erhält dieKeramik ihre Bruchfestigkeit.»Wenn Sie ein gesintertes Teil andie Wand werfen, ist ein Loch inder Wand – das Teil ist nochganz«, schmunzelt WolfgangLeonhardt.Auf Wunsch kann eine Weiter-verarbeitung durch Schleifenoder Ultraschallbearbei-tung erfolgen – diese Bear-beitung übernimmt dannwieder der Graveur-betrieb Leonhardt.So arbeiten beideBetriebe Hand inHand.In der Werkstoff-analytik stehen Com-putertomograf, Rasterelektronenmi-kroskop und Dichtewaage bereit, umdie Materialien auf Herz und Nieren zuprüfen. Es werden Biegeversuche,Bruchfestigkeit und Farbe gemessen.Das Team hat die gesamte Prozessketteim Blick und das nötige Know-how, anjeder einzelnen Schraube zu drehen,um die gewünschten Materialeigen-schaften zu erreichen. »Wir gehen indie Werkstoffformulierung rein undbieten jedem Kunden eine optimaleLösung. So erhält im Zweifel jeder sei-nen individuellen Werkstoff«, erklärtWolfgang Burger.

Für bestimmte Produkte gibt es eineganz genaue Farbvorgabe, beispiels-weise bei Uhren. Keramikuhren warenbisher weiß oder schwarz. LeuchtendeAugen bekommt Wolfgang Burger,wenn er von seiner neuesten Entwick-lung berichtet: einer speziell eingefärb-ten Keramik. Eine gelbe oder blaueMischung ist technisch machbar. Rich-tig schwierig wird es jedoch, immerwieder den gleichen Farbton zu repro-duzieren. Hier spielt nämlich nicht nurdie Rezeptur eine entscheidende Rolle,sondern vor allem die richtige Ofen-atmosphäre beim Sintern. Über dreiJahre forschte das Team am vom Kunden gewünschten speziellen Farb-ton – und liefert heute eine Farbbril-lanz, die überzeugt.

Nicht alle Innovationen gelangen gleich in SerieAnerkennung für seine Arbeit hat dasTeam Leonhardt/Burger in vielfacher

Form erhalten. So gewann es den Euromold-Award einmal in

Bronze und einmal in Gold.

Doch leider gehen nicht alleInnovationen gleich in Serie.

Sei es die Krise, welche dieAutomobilhersteller ihre Ent-

wicklungsbudgets einfrieren ließ, oderseien es gesetzliche Vorschriften. ZumTeil gibt es »leider eine lange Inkuba-tionszeit«, so Wolfgang Burger.Die Ära der Spaceshuttles ist gerade zuEnde gegangen. Von der irdischenKeramik werden wir in Zukunft nocheiniges zu hören bekommen: WolfgangLeonhardt und Wolfgang Burgerhaben für den neuen Werkstoff Dima-cer eine neue Firma namens Leroxidgegründet. ■SUSANNE SCHRÖDER

Die Dokumentnummer für diesen Beitrag unter www.form-werkzeug.de ist FW110407

Einsatz im Heißkanal: Die Anschnitt-düse hält hohen Temperaturen stand

und bietet hohe Verschleiß-festigkeit. Für diese Qualitätgab es 2006 den EuromoldAward in Bronze.

© Carl Hanser Verlag, München 2011. Alle Rechte, auch die des Nachdrucks, der photomechanischen Wiedergabe dieses Sonderdrucks und der Übersetzung behält sich der Verlag vor.

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EuroMold Award 2006 in Bronze

EuroMold Award 2009 in Gold

DIN EN ISO 900170 100 F 1054

Unternehmenskultur und Innovationskraft.Der Graveurbetrieb Leonhardt gehört zu den innovativsten Unternehmen des deutschen Mittelstandes. Zu diesem Urteil gelangte die Jury des „TOP 100“. Weitere Auszeichnungen erhielten wir gemeinsam mit unserem Partnerunter-nehmen OxiMaTec GmbH. 2006 und 2009 gewannen wir den begehrten EuroMold-Award in Bronze und Gold. 1996 erhielt Leonhardt als einer der ersten Graveurbetriebe in der Bundes-republik die Zertifi zierung nach DIN ISO 9001.

Dr. h. c. Wolfgang LeonhardtMozartstraße 2673269 Hochdorf

Fon +49 (0)7153/95 94-0Fax +49 (0)7153/95 94-99

info@leonhardt-gravuren.dewww.leonhardt-gravuren.de

Dr. h. c. Wolfgang LeonhardtMozartstraße 2673269 Hochdorf

Fon +49 (0)7153/95 94-0Fax +49 (0)7153/95 94-99

info@leroxid.dewww.leroxid.de

OxiMaTec GmbHOstring 1873269 Hochdorf

Fon +49 (0)7153/61318-0Fax +49 (0)7153/61318 -9

info@oximatec.dewww.oximatec.de

Dimacer®

Erodierbare Hochleistungskeramik.Die erste Keramik, die leitfähig und gleichzeitig fest und bruchzäh ist.

Eine Entwicklung aus Baden-Württemberg.

Sonderdruck aus FORM+Werkzeug 3/2011

. . . .WERKZEUGBAU... .MIKROBEARBEITUNG.. . .3D-LASERBEARBEITUNG.. . .CNC-GRAVIEREN.. . .

. . . .ERODIERBARE KERAMIK .. . .5-ACHS-HSC-FRÄSEN.. . .CNC-ERODIEREN.. . .POLIEREN.. . . . . . . . .

. . . .FLÄCHENRÜCKFÜHRUNG UND QUALITÄTSSICHERUNG....KUNDENSPEZIFISCHE BAUTEILE....

. . . .WERKSTOFF- UND BAUTEILANALY T IK . . . .5-ACHS-ULTRASCHALLBEARBEITUNG.. . . . . . . . . . . .

. . . .RAPID PROTOT YPING. . . . ZYL INDRISCHE UND QUADERFÖRMIGE HALBZEUGE . . . . . . . . . . . . . . .

. . . .WERKSTOFFENTWICKLUNG UND -AUFBEREITUNG....PROTOTYPEN UND SERIENBAUTEILE....

. . . .PRESSEN UND SPRITZGUSS.. . . INNOVATIVE KERAMIKWERKSTOFFE.. . .

115454_Leonhardt_Sonderdruck

TitelRückseite4

Die CUT 100 Oiltech im Einsatz: Die Erodiermaschine von Agie Charmilles erodiert die Keramikwerkstücke im Ölbad. Das Öl sorgt für eine gute Oberflächenqualität.

ENGINEERING Materialentwicklung & Formenbau

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Das fertige Granulat enthält dann denKunststoff, der für die Plastifizierungnotwendig ist. Damit wird die Keramikspritzfähig, elastisch und flüssig. Die-ses Granulat gelangt in die Spritzma-schine, die sich auch im Hause befin-det. Auf einer Arburg-270S-Spritzguss-maschine werden Prototypen undKleinserien bis 10 000 Stück gefertigt.Nach dem Spritzvorgang wird dasWerkstück erst vorgebrannt. Bei die-sem ersten Besuch im Ofen werden dieKunststoffanteile wieder entfernt oder– wie der Fachmann es nennt – entbin-dert. Im Anschluss geht’s dann zumfinalen Brennen in den Sinterofen.Hierbei ist zu berücksichtigen, dass dasWerkstück beim Brennen um bis zu 30Prozent schrumpft. Die so hergestelltenTeile erfüllen nach diesen Arbeitsvor-gängen immer noch Toleranzen um die30 µm – für die PräzisionswerkerEhrensache.

Hier gibt’s Druck von allen Seiten: Pressen der KeramikBeim Pressen kommen große Kräftezum Wirken. Die Presswerkzeuge wer-den so konturnah wie möglich herge-stellt. Das Keramikgranulat kann manaxial pressen (dabei wird der Press-druck in eine Richtung ausgeübt, bei-spielsweise für Platten), es gibt aberauch das isostatische Pressen. Hierwird von allen Seiten Druck aufs Werk-stück ausgeübt. Der Druck liegt hierbei bis zu 2000 bar.Nach diesem Vorgang hält man einenkreideartigen Körper in den Händen,der in den Ofen zum Sintern kommt.

OxiMaTec besitzt viele verschiedeneÖfen in verschiedenen Größen und mit unterschiedlichen Temperaturenzwischen 1100 und 1750 °C. Es gibtTrockenöfen, Vorbrandöfen und dieheißesten, die Sinteröfen. Erst durchdie hohen Temperaturen erhält dieKeramik ihre Bruchfestigkeit.»Wenn Sie ein gesintertes Teil andie Wand werfen, ist ein Loch inder Wand – das Teil ist nochganz«, schmunzelt WolfgangLeonhardt.Auf Wunsch kann eine Weiter-verarbeitung durch Schleifenoder Ultraschallbearbei-tung erfolgen – diese Bear-beitung übernimmt dannwieder der Graveur-betrieb Leonhardt.So arbeiten beideBetriebe Hand inHand.In der Werkstoff-analytik stehen Com-putertomograf, Rasterelektronenmi-kroskop und Dichtewaage bereit, umdie Materialien auf Herz und Nieren zuprüfen. Es werden Biegeversuche,Bruchfestigkeit und Farbe gemessen.Das Team hat die gesamte Prozessketteim Blick und das nötige Know-how, anjeder einzelnen Schraube zu drehen,um die gewünschten Materialeigen-schaften zu erreichen. »Wir gehen indie Werkstoffformulierung rein undbieten jedem Kunden eine optimaleLösung. So erhält im Zweifel jeder sei-nen individuellen Werkstoff«, erklärtWolfgang Burger.

Für bestimmte Produkte gibt es eineganz genaue Farbvorgabe, beispiels-weise bei Uhren. Keramikuhren warenbisher weiß oder schwarz. LeuchtendeAugen bekommt Wolfgang Burger,wenn er von seiner neuesten Entwick-lung berichtet: einer speziell eingefärb-ten Keramik. Eine gelbe oder blaueMischung ist technisch machbar. Rich-tig schwierig wird es jedoch, immerwieder den gleichen Farbton zu repro-duzieren. Hier spielt nämlich nicht nurdie Rezeptur eine entscheidende Rolle,sondern vor allem die richtige Ofen-atmosphäre beim Sintern. Über dreiJahre forschte das Team am vom Kunden gewünschten speziellen Farb-ton – und liefert heute eine Farbbril-lanz, die überzeugt.

Nicht alle Innovationen gelangen gleich in SerieAnerkennung für seine Arbeit hat dasTeam Leonhardt/Burger in vielfacher

Form erhalten. So gewann es den Euromold-Award einmal in

Bronze und einmal in Gold.

Doch leider gehen nicht alleInnovationen gleich in Serie.

Sei es die Krise, welche dieAutomobilhersteller ihre Ent-

wicklungsbudgets einfrieren ließ, oderseien es gesetzliche Vorschriften. ZumTeil gibt es »leider eine lange Inkuba-tionszeit«, so Wolfgang Burger.Die Ära der Spaceshuttles ist gerade zuEnde gegangen. Von der irdischenKeramik werden wir in Zukunft nocheiniges zu hören bekommen: WolfgangLeonhardt und Wolfgang Burgerhaben für den neuen Werkstoff Dima-cer eine neue Firma namens Leroxidgegründet. ■SUSANNE SCHRÖDER

Die Dokumentnummer für diesen Beitrag unter www.form-werkzeug.de ist FW110407

Einsatz im Heißkanal: Die Anschnitt-düse hält hohen Temperaturen stand

und bietet hohe Verschleiß-festigkeit. Für diese Qualitätgab es 2006 den EuromoldAward in Bronze.

© Carl Hanser Verlag, München 2011. Alle Rechte, auch die des Nachdrucks, der photomechanischen Wiedergabe dieses Sonderdrucks und der Übersetzung behält sich der Verlag vor.

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EuroMold Award 2006 in Bronze

EuroMold Award 2009 in Gold

DIN EN ISO 900170 100 F 1054

Unternehmenskultur und Innovationskraft.Der Graveurbetrieb Leonhardt gehört zu den innovativsten Unternehmen des deutschen Mittelstandes. Zu diesem Urteil gelangte die Jury des „TOP 100“. Weitere Auszeichnungen erhielten wir gemeinsam mit unserem Partnerunter-nehmen OxiMaTec GmbH. 2006 und 2009 gewannen wir den begehrten EuroMold-Award in Bronze und Gold. 1996 erhielt Leonhardt als einer der ersten Graveurbetriebe in der Bundes-republik die Zertifi zierung nach DIN ISO 9001.

Dr. h. c. Wolfgang LeonhardtMozartstraße 2673269 Hochdorf

Fon +49 (0)7153/95 94-0Fax +49 (0)7153/95 94-99

info@leonhardt-gravuren.dewww.leonhardt-gravuren.de

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info@leroxid.dewww.leroxid.de

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Erodierbare Hochleistungskeramik.Die erste Keramik, die leitfähig und gleichzeitig fest und bruchzäh ist.

Eine Entwicklung aus Baden-Württemberg.

Sonderdruck aus FORM+Werkzeug 3/2011

. . . .WERKZEUGBAU... .MIKROBEARBEITUNG.. . .3D-LASERBEARBEITUNG.. . .CNC-GRAVIEREN.. . .

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. . . .WERKSTOFFENTWICKLUNG UND -AUFBEREITUNG....PROTOTYPEN UND SERIENBAUTEILE....

. . . .PRESSEN UND SPRITZGUSS.. . . INNOVATIVE KERAMIKWERKSTOFFE.. . .