Keramikspindel Zirkonoxid: härter als Stahl und fast nicht magnetisch

Auf der Suche nach einem Bauteil mit Gewinde, das biokompatibel ist und eine höhere Härte als Stahl aufweist, fand Maxon in technischer Keramik schnell das geeignete Material. Seitdem stellt das Unternehmen nun seit 15 Jahren Komponenten aus Zirkonoxid her.

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Gewindespindeln aus der Hochleistungskeramik Zirkonoxid (ZrO₂) bieten gegenüber herkömmlichen Spindeln aus Stahl oder Kugelumlaufspindeln zahlreiche Vorteile, die in der Anwendung entscheidend sein können. „Abgesehen davon, dass Stahl die preisgünstigere Wahl ist, überzeugt Keramik in fast allen anderen Bereichen“, versichert Stefan Zilm, Head of Business Development & Quality-Engineering PIM (Powder Injection Moulding).

ZrO₂ findet seine Anwendung hauptsächlich in den Bereichen, in denen herkömmliche Werkstoffe versagen. Besonders Eigenschaften wie hohe Verschleißfestigkeit, hervorragende Gleiteigenschaften, hohe mechanische Festigkeit, hohe Temperaturbeständigkeit, hervorragende Isolierfähigkeit, hohe Korrosions- und chemische Beständigkeit, Biokompatibilität und ein geringes spezifisches Gewicht zeichnen Keramik aus. Im Vergleich zu Stahl ist Zirkonoxid fast nicht magnetisch und auch der Härtegrad liegt höher. Das Elastizitätsmodul und der Wärmeausdehnungskoeffizient sind dagegen bei beiden Werkstoffen ähnlich.

Talent ohne Slip-Stick-Effekt

Geschliffene Keramikoberflächen eignen sich grundsätzlich gut für gleitende Bewegungen. Maxon hat darüber hinaus eine spezielle cgs-Oberfläche (ceramic glide surface) für die Keramikspindeln entwickelt. So arbeiten diese fast gänzlich ohne Slip-Stick-Effekt, und schnelle, präzise Bewegungen sind möglich.

Gewindespindeln eignen sich für das Umsetzen rotatorischer Bewegungen in lineare Bewegungen. Die Drehung der Spindel erzeugt durch die Spindelsteigung einen exakt definierten linearen Hub. Durch die Gleiteigenschaften und die hohe Verschleißfestigkeit der Keramikspindel lassen sich Drehzahlen von bis zu 10.000 min^-1 realisieren. Laut Maxon liegt die Lebensdauer der Keramikspindel im Vergleich zur Stahlspindel um ein Vielfaches höher. Voraussetzung ist die Wahl der passenden Mutter, ggf. mit einer kundenspezifischen Beschichtung.

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Hohe Flexibilität für kundenspezifische Wünsche

Standardmäßig produziert Maxon Spindeln in schwarzer oder weißer Keramik mit metrischem Gewinde von M2 bis M10. Kundenspezifische Wünsche wie passende Muttern, Trapezgewinde oder jegliche Spezialgewinde können ebenso hergestellt werden. Stückzahlen von eins bis 10.000 pro Jahr seien dank der hohen Flexibilität in der Produktion ohne Weiteres möglich, gibt das Unternehmen an.

Weitere Artikel über OEM-Komponenten und Werkstoffe finden Sie in unserem Themenkanal Konstruktion.

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