DE19730741C1 - Verfahren zur Herstellung von Leichtbauteilen und ein solches Bauteil für den Einsatz im Weltraum - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Leichtbauteilen und ein solches Bauteil für den Einsatz im WeltraumInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung
von Leichtbauteilen und die Bauteile an sich für den
Einsatz im Weltraum. Dabei können solche Bauteile
Reflektoren, Antennen, Sendehörner, Teleskopstruktu
ren, optische Bänke, Triebwerkskomponenten, thermi
sche Isolatoren aber auch andere denkbare Formen
sein.
Bauteile, die im Weltraum eingesetzt werden sollen,
erfordern zum Teil extreme Eigenschaften, die unter
normalen Bedingungen in der Regel nicht erforderlich
sind. Dabei spielt insbesondere eine relativ geringe
Masse bei gleichzeitig hoher Steifig- und Festigkeit
eine große Rolle, da kleine Massenträgheitsmomente
gewünscht sind. Insbesondere Bauteile, die als opti
sche Komponenten Verwendung finden sollen, sollten
thermisch und elektrisch leitfähig sein. Der hierfür
verwendete Werkstoff soll Möglichkeiten eröffnen, um
Öberflächengüten mit sehr geringer Rauhigkeit zu er
möglichen, um darauf reflektierende Schichten mit ho
hem Reflektionsgrad aufbringen zu können. Außerdem
müssen die verwendeten Werkstoffe eine niedrige ther
mische Ausdehnung bei gleichzeitig relativ hoher Wär
meleitfähigkeit, gute Termperaturwechsel- und Thermo
schockbeständigkeit aufweisen.
Die reflektierenden Flächen solcher optischen Kompo
nenten dienen der geordneten Weiterleitung von Strah
len durch Brechung oder Reflextion. Da bei solchen
reflektierenden Bauteilen oder solchen Schichten kei
ne 100%-ige Reflexion erreicht werden kann, wird der
übrige Strahlungsanteil an der Oberfläche absorbiert
und führt zur lokalen Erwärmung. Durch die entspre
chende Erwärmung und Wärmeausdehnung treten lokale
Verformungen auf, die eine Verschlechterung der opti
schen Eigenschaften bewirken.
Die reflektierenden Schichten werden in bekannter
Form durch Aufdampfen im Hochvakuum oder andere che
mische Verfahren aufgebracht. Für die Beschichtung
kommen verschiedene Metalle oder Metalloxide, wie
z. B. Chrom, Nickel, Silber, Quecksilber, Gold, Pla
tin, Rhodium, Siliziummonoxid und Siliziumdioxid zur
Anwendung. Dabei können auch mehrere dieser Elemente
und Oxide einen Mehrschichtaufbau bilden, wobei z. B.
die Oxide als Schutzschichten für eine darunter lie
gende Metallschicht eingesetzt werden können.
Aus den obengenannten hohen Anforderungen an die Ei
genschaften für Bauteile, die im Weltraum eingesetzt
werden sollen, kann ohne weiteres darauf geschlossen
werden, daß metallische Bauteile diese nicht erfüllen
können, so daß im Zuge der weiteren Entwicklung suk
zessive auf metallische Bauteile für solche Einsätze
verzichtet worden ist.
So ist es bekannt, Spiegel aus Glaskeramik herzu
stellen. Hierfür werden verschiedene Oxide (z. B.
LiO2, Al2O3, MgO, ZnO und P2O5) in Platinöfen geschmol
zen und nach Sturzabkühlung und Entformung wird eine
kontrollierte Temperung bei 700°C durchgeführt. Da
bei erfolgt eine Kristallisation des Glases zu Glas
keramik. Eine so hergestellte Glaskeramik hat einen
relativ geringen thermischen Ausdehnungskoeffizienten
von 0,15 × 10-6K-1 in einem Temperaturbereich zwischen
273 K-323 K. Nachteilig ist es, daß ein solcher
Werkstoff eine relativ geringe Festigkeit und sprödes
Bruchverhalten aufweist. Außerdem können nicht alle
beliebigen Formen ohne weiteres hergestellt werden.
Bei mechanischer Belastung kann es zum plastischen
Fließen kommen, so daß auch eine Langzeitformstabili
tät unter solchen Bedingungen nicht gesichert ist.
Außerdem ist der Einsatz auf Temperaturen bis maximal
423 K begrenzt und da die Glaskeramik im Temperatur
bereich zwischen 200 und 300 K sowie im Bereich zwi
schen 360 bis 480 K einer Spannungshysterese unter
liegt ist sie nur für Einsatzgebiete mit relativ ho
her Temperaturkonstanz geeignet, die im Weltraum je
doch nicht gegeben ist. Weiter ist zu beachten, daß
das Gefüge bei Temperaturen oberhalb 700 K irrever
sibel geschädigt wird.
Daneben ist es bekannt, optische Komponenten aus
Werkstoffen auf Quarzbasis einzusetzen, deren Wärme
ausdehnungskoeffizienten im Bereich zwischen 0 und
273 K beinahe bei 0 liegen und bei Temperaturen bis
373 K der Wärmeausdehnungskoeffizient lediglich auf
5,1 × 10-6K-1 ansteigt. Diese Werkstoffe haben jedoch
eine geringe Festigkeit (< 50 MPa), eine geringe
Steifigkeit und kriechen ebenfalls unter Last. Dabei
geht mit dem hohen Fertigungsaufwand auch der Kosten
faktor nach oben und es können wegen des komplexen
Herstellungsverfahrens nur relativ kleine Durchmesser
bis zu 500 mm hergestellt werden (W. Englisch, R.
Takke: "Reflectiv Optics II", SPIE Conference, Vol.
1113, Page 190 bis 194).
Da Beryllium bekanntermaßen sehr gute mechanische und
thermische Eigenschaften und eine relativ geringe
Dichte von 1,85 g/cm3 aufweist, ist es auch für die
Herstellung von leichten Bauteilen verwendet worden.
Nachteil dieses Materials ist der hohe Rohstoffpreis
und die sehr hohen Herstellungskosten (heiß-isostati
sches Pressen) und das starke toxische Verhalten von
Beryllium (Naumann & Schröder: "Bauelemente der Op
tik", 5. Auflage, Seite 64, Hanser Verlag, 1992; P. R.
Yoder; Jr.: "Opto-meccchanical System Design", Marcel
Decker Inc., New Jork, 1992).
Die auch in anderen Gebieten der Technik für den
Leichtbau verwendeten kunstharzgebundenen Verbundma
terialien können in verschiedenen Laminatschichten in
Kombination mit Zellkern oder Wabenschichten verwen
det werden. Als Materialien können kunstharzgetränkte
Gewebe aus Papier, Kunststoff, Glas, Kohlenstoffasern
oder Polyamid eingesetzt werden. Solche Verbundmate
rialien aus faserverstärkten Kunststoffen sind jedoch
auf die Verwendung bei Raumtemperaturen beschränkt.
Die starke Anisotropie der Kohlenstoffasern führt
unter Berücksichtigung von Wärmeausdehnung und Wärme
leitfähigkeit bei Temperaturwechselbeanspruchungen zu
thermisch induzierten Spannungen in der gerichteten
Laminatstruktur, so daß ebenfalls die unerwünschten
Oberflächenverformungen auftreten. Weitere Nachteile
solcher Werkstoffe sind die relativ geringe Langzeit
beständigkeit und durch Wasseraufnahme bzw. Abgabe
hervorgerufene Alterungseffekte (U. Pappenburg, M.
Deyerler, B. Kunkel: "Optomechanische Leichtgewichts
strukturen aus kurzfaserverstärkter Keramik (C/SiC)",
Festigkeitsseminar "Keramische (Verbund) Werkstoffe",
Wien, 29.09.1994).
Aus DE 41 36 880 C2 ist es bekannt, Leichtbau-Spie
gelstrukturen unter Verwendung von kurzfaserverstärk
ter Keramik (C/SiC) herzustellen. Dabei werden Koh
lenstoff-Kurzfasern zu so großformatigen carbonisier
ten C/C-Strukturen mit isotroper Kurzfaserverstärkung
durch Verkokung im Vakuum bei 1000°C erhalten. Im
Anschluß daran wird eine Graphitierung, ebenfalls im
Vakuum bei Temperaturen unterhalb 2100°C durchge
führt. Die so erhaltenen C/C-Hartfilzrohteile müssen
danach mechanisch aufwendig durch Fräsen bearbeitet
werden. Nach Ausbildung einer entsprechenden Kontur
wird eine Siliziuminfiltration und SiC-Konvertierung
im Vakuum bei Temperaturen von ca. 1600°C durchge
führt. Nach einer entsprechenden mechanischen Bear
beitung, kann die geglättete Oberfläche mit einer
reflektierenden Schicht versehen werden. Wie sich
ohne weiteres aus der relativ hohen Anzahl einzelner
Verfahrensschritte erkennen läßt, ist der Herstel
lungsaufwand beträchtlich und ein so hergestellter
Spiegel bedingt eine gesamte Herstellungsdauer von
mindestens einem Monat.
Desweiteren ist es bekannt, Spiegelstrukturen auf der
Basis von Siliziumcarbid in einer Schlickerguß-Tech
nik herzustellen. Dabei wird eine SiC-Pulversuspen
sion in eine Negativform gefüllt, der so erhaltene
Rohling nach der Trocknung im Vakuum oder Schutzgas
ofen bei Temperaturen bis zu 2200°C gesintert. Für
den Fachmann liegt es auf der Hand, daß mit dieser
Technologie nur eine begrenzte Formenvielfalt bei
kleinen Geometrien herstellbar ist. Weitere Probleme
ergeben sich auch durch die relativ große Schwindung
der SiC-Formkörper nach Trocknung und Sinterung, so
daß eine aufwendige Nachbearbeitung zur Sicherung der
geforderten Maßhaltigkeit erforderlich wird. Durch
chemische Gasphasenabscheidung ist der Auftrag einer
Schicht aus SiC erforderlich, um die bei optischen
Strukturen erforderlichen geringen Rauhtiefen zu er
reichen. So hergestellte Bauteile haben eine relativ
hohe Dichte von 3,2 g/cm3, die außerdem ein sprödes
Bruchverhalten aufweisen. Für die Herstellung sind
mindestens zwei Monate erforderlich, so daß auch der
Kostenfaktor gegen die Verwendung dieser Werkstoffe
bei dieser Technologie spricht.
Neben anderen ist beispielsweise aus US 4,863,538 und
5,182,170 ein sogenanntes selektives Lasersinterver
fahren zur Herstellung von Formkörpern aus Keramikma
terial bekannt. Dabei wird ein Keramikausgangspulver
mit einer Polymerbeschichtung versehen, die als Bin
demittel dient. Dabei ist es insbesondere nachteilig,
daß ein hoher Anteil an Bindemittel erforderlich ist,
der im Nachgang aufwendig aus dem porösen Grünkörper
entfernt werden muß und der poröse Grünkörper außer
dem noch dicht gesintert werden muß (US 5,342,919).
Desweiteren ist von U. Papenburg in "Optomechanische
Leichtgewichtstrukturen aus kurzfaserverstärkter Ke
ramik"; Festigkeitsseminar "Keramische (Verbund)
Werkstoffe"; Wien; 29.09.1994; Seiten 93, 103, 111
und 112 bekannt, Bauteile mit hoher Steifigkeit,
thermischer Stabilität und mechanischer Genauigkeit
für Spiegel, Reflektoren, Antennen, Großteleskope,
optische Bänke für die Raumfahrt unter Verwendung
keramischer Faserverbundwerkstoffe herzustellen. Da
bei soll so verfahren werden, daß ein Grünkörper aus
vorverarbeiteten Kohlenstoff-Fasern unter Verwendung
eines wärmehärtbaren Bindemittels auf herkömmliche
Art und Weise geformt, die im Bindemittel enthaltenen
Lösungsmittel, bei erhöhten Temperaturen entfernt und
so ein entsprechend geformter CFK-Vollkörper als C/C-
Vollkörper erhalten wird.
Dieser poröse kurzfaserverstärkte C/C-Vollkörper wird
bei Temperaturen bis maximal 1900°C einer Silizium
infiltration unterzogen, wobei sich reaktiv SiC bil
det und das fertige Bauteil ein keramisiertes C/SiC-
Bauteil ist. Dabei ist bei diesem Verfahren für die
Herstellung des C/C-Vollkörpers als Grünkörper gene
rell eine Form erforderlich, was sich negativ auf die
Kosten bei den in der Raumfahrt üblicherweise kleinen
Stückzahlen niederschlägt.
In DE 42 01 240 C2 ist ein weiteres Verfahren zur
Herstellung eines Formkörpers und entsprechender
Formkörper aus Siliziumcarbid beschrieben. Nach die
ser Lehre wird der Grünkörper aus pulvrigem Silizium
carbid unter Zugabe von mindestens Kohlenstoff herge
stellt und der Grünkörper im Nachgang mit im Über
schuß vorhandenem flüssigen oder gasförmigen Silizium
gebrannt. Anschließend dazu wird eine Rekristallisa
tion des gebrannten Grünkörpers bei Temperaturen zwi
schen 1950 bis 2300°C in Schutzgasatmosphäre bei
Überdruck durchgeführt. Auch bei diesem Verfahren
werden herkömmliche Formgebungsverfahren, für die
Herstellung des Grünkörpers verwendet.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Möglichkeit
zu schaffen, Bauteile für den Einsatz im Weltraum mit
den dortigen Erfordernissen angepaßten Eigenschaften
zur Verfügung zu stellen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Merkmalen
des Patentanspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungsformen und Weiterbildungen
der Erfindung ergeben sich bei Verwendung der in den
untergeordneten Ansprüchen genannten Merkmale.
Nach der Lehre der Erfindung, wird ein Formkörper aus
einem homogenen Siliziumcarbidpulver schichtweise
durch selektives Lasersintern in oxidierender Atmo
sphäre aufgebaut und der so erhaltene Grünkörper im
Anschluß daran mit einem Metall infiltriert. Bevor
zugt wird Silizium verwendet und die Infiltration im
Vakuum bei Temperaturen zwischen 1410°C und 1800°C
durchgeführt.
Während des selektiven Lasersinterns, das bevorzugt
mit einem CO2-Laser mit einer entsprechenden Scanner
optik durchgeführt wird, bilden sich temporäre Binde
phasen auf der Basis von Silizium bzw. dessen Oxiden
in situ aus, die dem generativ aufgebauten Formkörper
eine ausreichende Grünfestigkeit sichern.
Dabei wird so verfahren, daß das gut rieselfähige
homogene SiC-Pulver mit einer konstanten Schichtdicke
von ca. 50 µm aufgebracht und die schichtspezifische
Struktur mit dem Laserstrahl, bevorzugt kreuzweise
abgefahren wird, so daß das Ausgangspulver selektiv
gesintert wird. Im Nachgang wird eine erneute Schicht
gleicher Schichtdicke aufgebracht und wiederum
schichtspezifisch mit dem Laserstrahl lokal definiert
bestrahlt, so daß die gewünschte Form des Bauteils
schichtweise nacheinander aufgebaut werden kann.
Die Korngröße des verwendeten SiC-Pulvers sollte mit
einer mittleren Körnung gewählt werden, die kleiner
als die jeweilige Schichtdicke des Pulvers für eine
Schicht des selektiven Lasersinterverfahrens ist. Die
mittlere Körnung des verwendeten Pulvers kann daher
vorzugsweise im Bereich zwischen 10 und 40 µm liegen.
Beim selektiven Lasersintern sollte bevorzugt die
Laserprozeßparameter so eingestellt werden, daß es
während der Verfahrensführung dazu kommt, daß die
Pulverkörner zumindest teilweise zertrümmert werden
und sich eine Verzahnung zwischen den Pulverkörnern
ergibt, die die Grünfestigkeit weiter erhöht.
Das infolge der Siliziuminfiltration gebildete sili
ziuminfiltrierte Siliziumcarbid (SiSiC) bildet einen
gut verfestigten Körper, dessen Massendichte größer
als 99% der theoretischen Dichte liegen kann. Die
maximale Dichte kann jedoch nicht über 3,1 g/cm3 lie
gen. Die Dichte läßt sich aber je nach Infiltrations
grad weiter verringern.
Ein so hergestellter Formkörper kann einen E-Modul
oberhalb 200 GPa, eine Biegefestigkeit von ca. 200
MPa, eine Wärmeleitfähigkeit oberhalb 70 W/mK bei
einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten unterhalb
4,5 × 10-6K-1 aufweisen. Die Dichte kann, wie bereits
erwähnt, im Bereich zwischen 2,5 und 3,0 g/cm3 einge
stellt werden.
Günstig kann es sich auswirken, wenn vor der Silizi
uminfiltration der Grünkörper mit Kohlenstoff ver
setzt wird, was z. B. durch Tränken mit thermoreakti
vem Kunststoff erfolgen kann, wobei sich während der
Infiltration sekundäres SiC herausbilden kann.
Gegenüber den bekannten Verfahren hat die Erfindung
den Vorteil, daß keine zusätzlichen Bindemittel ein
gesetzt werden, die entweder im Nachgang aufwendig zu
entfernen sind oder im Werkstoff verbleiben bzw. mit
diesem Reagieren und die Eigenschaften negativ beein
flussen.
Durch die Möglichkeit der Beeinflussung des Silizium
anteils im fertigen Werkstoff bzw. Bauteil können
dessen letztendliche Eigenschaften, und dabei insbe
sondere die elektrische und Wärmeleitfähigkeit sowie
die Dichte maßgeblich beeinflußt werden, so daß eine
Optimierung je nach Einsatz ohne weiteres erreicht
werden kann.
Nach dem Infiltrieren kann das nahezu schwindungsfrei
erhaltene Bauteil bei Bedarf zumindest teilweise
nachgearbeitet werden, so daß sich Oberflächenberei
che herstellen lassen, die eine Rauhigkeit aufweisen,
die es gestattet reflektierende Schichten mit hoher
optischer Qualität aufbringen zu können, wobei der
Schichtaufbau mit herkömmlichen Verfahren ohne weite
res erfolgen kann.
Wie sich bereits aus Aufzählung der erreichbaren Ei
genschaften der erfindungsgemäß hergestellten Bautei
le ableiten läßt, sind die aus dem Stand der Technik
bekannten Nachteile mit der Erfindung weitestgehend
beseitigt worden, so daß die erfindungsgemäß herge
stellten Bauteile ohne weiteres auch als optische
Komponenten im Weltraum eingesetzt werden können,
ohne daß es durch die bisher aufgetretenen lokalen
Verformungen zur Beeinträchtigung der optischen Ei
genschaften kommen kann.
Die erfindungsgemäß hergestellten Bauteile können
sowohl der hohen Belastung während des Startes in den
Weltraum, wie auch den Belastungen im Weltraum stand
halten, ohne daß funktionsbeeinträchtigende Verände
rungen über einen längeren Zeitraum zu befürchten
sind.
Mit dem erfindungsgemäßen Vorgehen können solche Bau
teile innerhalb weniger Tage hergestellt werden, da
der technologische Aufwand durch wenige, verhältnis
mäßig einfache Verfahrensschritte und relativ gerin
gem Energiebedarf, bei gleichzeitig geringen Roh
stoffkosten einfach durchgeführt werden kann.
Ein solches Bauteil als optische Komponente, kann
beispielsweise mit einer Wabenstruktur hergestellt
werden, die zumindest an einer Seite mit einer ge
schlossenen Deckfläche versehen ist, die als Spiegel
träger verwendet werden kann. Nach einer bereits er
wähnten mechanischen Bearbeitung, kann diese Deckflä
che eine sehr geringe Oberflächenrauhigkeit aufwei
sen, so daß eine reflektierende Beschichtung ohne
weiteres rißfrei aufgebracht werden kann.
Die Wabenstruktur kann beispielsweise aus gleichsei
tigen Dreiecken mit einer Wandstärke oberhalb 0,5 mm
generativ aufgebaut werden, wobei es ebenfalls gün
stig ist, die Übergänge zur Deckfläche durch eine
geeignete Stützstruktur, ausgehend von den Wänden der
Wabenzellen aufzubauen, wobei die Dicke der Deckflä
che größer als 1 mm sein sollte, um eine ausreichende
Stabilität und Festigkeit zu sichern.
Nachfolgend soll die Erfindung an einem Ausführungs
beispiel näher beschrieben werden.
Dabei zeigt die einzige Figur einen erfindungsgemäß
hergestellten Spiegelträger.
Der in der Figur dargestellte Spiegelträger besteht
aus insgesamt 24 Wabenzellen mit jeweils gleichseiti
gen Dreiecksflächen als Grundformen, die eine Kanten
länge von 30 mm aufweisen und der gesamte Spiegelträ
ger eine maximale Querschnittsdiagonale von 120 mm
aufweist, wobei auch größere Abmessungen ohne weite
res hergestellt werden können.
Die Wandstärke der Wabenzellen beträgt bei diesen
Beispielen 1 mm und die Wabenzellen haben eine Höhe
von 31 mm, was mit einer Deckflächendicke von 2 mm
eine Gesamthöhe des Bauteiles von 33 mm ergibt. An
den Unterseiten der Wabenzellen sind Öffnungen ausge
bildet, durch die das überzählige lose Pulver, das
beim selektiven Lasersintern anfällt, entfernt werden
kann.
Der Spiegelträger wird aus einem handelsüblichen SiC-
Pulver mit einer mittleren Korngröße von 23 µm, das
gut rieselfähig ist, generativ schichtweise aufge
baut. Die Herstellung des Grünkörpers erfolgt durch
selektives Lasersintern mit einem CO2-Laser, dessen
Strahl über einen X-Y-Scanner abgelenkt wird. Als
Bauplattform wird eine gestrahlte Stahlplatte verwen
det, auf die das SiC-Pulver lose aufgebracht und mit
einem Abstreifer eine gleichmäßige Schichtdicke von
50 µm vor jedem Sintervorgang eingestellt wird. Der
CO2-Laser wird bei einer Leistung von 45 W, mit einer
Ablenkgeschwindigkeit des Scanners von 200 mm/s be
trieben. Der Laserstrahl wird so abgelenkt, daß er
der gewünschten Kontur folgt, wobei sich die einzel
nen Laserspuren überlappen und der Laserstrahl zwei
mal kreuzweise über die jeweils zu sinternde Fläche
der jeweiligen Schicht geführt wird. Um den Grünkör
per von der Bauplattform einfacher lösen zu können,
wird als erstes zumindest ein 4 mm hohe Stützkombina
tion aufgebaut, auf dem im Anschluß daran die Waben
zellen mit der anschließenden Deckfläche aufgebaut
werden. Dabei hat die Stützkombination eine Gitter
struktur, die ausreichend fest ist, jedoch eine rela
tiv kleine Verbindungsfläche, die sich einfach vom
fertigen Spiegelträger und der Bauplattform lösen
läßt, hat. Das selektive Lasersintern wird unter ei
ner Luft-Argon-Atmosphäre durchgeführt.
Der so hergestellte Grünkörper, der bereits die ge
wünschte Form und die gewünschten Abmaße des fertigen
Spiegelträgers aufweist, wird im Anschluß daran mit
Silizium, bei einer Temperatur von 1600°C infil
triert.
Im Anschluß an die Infiltration wird die Deckfläche
geschliffen, geläppt und poliert, so daß auf eine so
geglättete Deckfläche die eigentliche Spiegeloberflä
che als Reflexionsschicht mit hoher Güte auf her
kömmlichen Wege aufgebracht werden kann.
Der so hergestellte Spiegelträger hat eine Dichte von
2,65 g/cm3, so daß ein Infiltrationsgrad, der nahezu
dem theoretisch erreichbaren entspricht, erreicht
werden kann. Die im Grünkörper vor der Infiltration
vorhandenen Poren sind nahezu vollständig geschlos
sen, so daß eine dichte Struktur im Werkstoff er
reicht worden ist.
Der nach diesem Beispiel hergestellte Spiegelträger
hat eine Biegebruchfestigkeit von 195 MPa, einen E-
Modul von 225 GPa, einen thermischen Ausdehnungskoef
fizienten von 4,0 × 10-6K-1 und eine Wärmeleitfähigkeit
von 70 W/mK.
Claims (11)
1. Verfahren zur Herstellung von Leichtbauteilen
für den Einsatz im Weltraum,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Formkörper aus einem homogenen SiC-Pul
ver schichtweise durch selektives Lasersintern
in oxidierender Atmosphäre aufgebaut und der so
erhaltene Grünkörper mit einem Metall infil
triert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Grünkörper mit
Silizium infiltriert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Infiltration im
Vakuum bei Temperaturen zwischen 1410°C und
1800°C durchgeführt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der Grünkörper vor
der Infiltration mit Kohlenstoff versetzt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Laserprozeßpara
meter so eingestellt werden, daß die Pulverkör
ner zumindest teilweise zertrümmert werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der Grünkörper bis
zu einer Massendichte infiltriert wird, die
oberhalb 99% der theoretischen Massendichte
liegt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß SiC-Pulver mit einer
mittleren Körnung unterhalb der jeweiligen
Schichtdicke einer Schicht beim selektiven La
sersintern verwendet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß SiC-Pulver mit einer
mittleren Körnung zwischen 10 und 40 µm verwen
det wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil nach der
Infiltration mechanisch an Oberflächenbereichen
nachbearbeitet und mit einer reflektierenden
Beschichtung versehen wird.
10. Bauteil hergestellt mit einem Verfahren nach
einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß es eine Wabenstruktur mit einer geschlosse
nen Deckfläche aufweist.
11. Bauteil hergestellt nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß die Deckfläche mit
einer reflektierenden Beschichtung versehen ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19730741A DE19730741C1 (de) | 1997-07-17 | 1997-07-17 | Verfahren zur Herstellung von Leichtbauteilen und ein solches Bauteil für den Einsatz im Weltraum |
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DE (1) | DE19730741C1 (de) |
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