Was ist Sintern?

Sintern lässt sich am besten als synthetische Herstellung fester Produkte durch kontrolliertes Erhitzen pulverförmiger Rohstoffe beschreiben. Die richtige Anwendung der Sintertemperatur führt dazu, dass die Pulverkörner aneinander haften, ohne das Material zu schmelzen. Diese geeignete Temperatur beträgt normalerweise 2/3 des Schmelzpunkts des jeweiligen Materials. Das Sintern, heute ein hochtechnologischer Prozess, der von CAD-Systemen, Lasersystemen und Plasmasystemen geprägt ist, hat seine Wurzeln in der uralten Methode des Brennens von Keramik.

Sintern wird im Allgemeinen bei der Herstellung von Keramikprodukten verwendet, das Verfahren kann jedoch zur Herstellung von Metall-, Glas- und Kunststoffgegenständen sowie Verbundwerkstoffen und Legierungen verwendet werden. Solange der Rohstoff für ein bestimmtes Produkt in Pulverform vorliegt, kann das Produkt gesintert werden. Die Verfahren unterscheiden sich natürlich stark je nach molekularer Zusammensetzung und Schmelztemperatur der Pulverkörner und der Endverwendung des gesinterten Produkts. Obwohl beispielsweise ein Kunststoffpulver nicht zu einem metallischen Gegenstand gesintert werden kann, können verschiedene Pulver, wie beispielsweise eine Keramik/Metall-Mischung, zu einem Verbundgegenstand gesintert werden.

Es gibt zwei wesentliche Verfahren der gesinterten Herstellung: Festkörper und Flüssigphase. Wie der Name schon sagt, ist Festkörpersintern das Verschmelzen oder Formen von pulverförmigem Material zu einem Produkt, ohne das Material tatsächlich zu verflüssigen. Umgekehrt führt das Flüssigphasenverfahren einen Flüssigkeitsschritt in das Verfahren zum Erhitzen der Pulverkörner ein. Flüssigphasensintern ist im Allgemeinen einfacher und kostengünstiger als Festkörpersintern. Es kommt jedoch zu einem gewissen Abbau des Rohmaterials, der beim Festkörperprozess nicht der Fall ist.

Neben den beiden grundsätzlichen Sinterverfahren werden bei der Herstellung von Sinterprodukten auch eine Reihe spezieller Varianten dieser Verfahren eingesetzt. Funkenplasmasintern und selektives Lasersintern sind zwei der Methoden, die zum Sintern von Produkten mit bestimmten Toleranzen und Spezifikationen verwendet werden. Ersteres verwendet gepulste elektrische Gleichstromladungen (DC), um den Pulverpressling im Wesentlichen von innen nach außen zu sintern, und ist schnell und relativ kostengünstig, während das letztere Verfahren die Möglichkeit bietet, bestimmte Abschnitte der hergestellten Objekte gezielt zu verbessern, um schrittweise die Dichte und Porosität des Produkts.

Das Sintern hat einen langen Weg zurückgelegt, seit das Brennen von Keramik ein hochmodernes gebranntes Herstellungsverfahren war. Zu den Vorteilen gesinterter Produkte gegenüber gestanzten, geschmiedeten oder geformten Produkten gehören eine höhere Reinheit der Rohstoffe, die Beibehaltung der Reinheit während des Herstellungsprozesses, die Stabilität sich wiederholender Herstellungsschritte und die gleichmäßige Dichte des hergestellten Artikels. Offensichtlich sorgen technologische Fortschritte für eine kostengünstigere Herstellung von Sinterprodukten höherer Qualität.