WO2023155951A1 - Method for producing a sintered component and sinter support for arranging a component blank within a sintering unit - Google Patents

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WO2023155951A1 PCT/DE2023/100084 DE2023100084W WO2023155951A1 WO 2023155951 A1 WO2023155951 A1 WO 2023155951A1 DE 2023100084 W DE2023100084 W DE 2023100084W WO 2023155951 A1 WO2023155951 A1 WO 2023155951A1
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Heiko Blunk
Arthur Seibel
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Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V.
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Definitions

  • Sintered components therefore usually always show a deformation that can only partially be taken into account when designing the component. In the case of high-precision components in particular, this deformation requires post-processing of the sintered component. In addition, the degree of freedom in the design of the components is restricted, since certain geometries are deformed to such an extent during sintering that they cannot be produced under economic conditions.
  • the structured surface is formed with the sinter-resistant material of the base body.
  • the structured surface is not formed with a further material in this embodiment variant.
  • the structured surface is formed in a defined manner.
  • a structured surface formed in a defined manner is to be understood in particular to mean that it is formed, in particular was produced, according to a predefined structural specification.
  • a structured surface is not to be understood as meaning any generally existing porosity or roughness of a surface unless this is explicitly intended to form the structured surface to reduce the coefficient of friction.
  • the object mentioned at the outset is achieved by a method for producing a sinter base, in particular a sinter base according to one of the embodiment variants described above, comprising the steps: providing a base body formed with a sinter-resistant material, preferably with a surface that can be structured, and structuring a or the surface of the base body, so that a structured surface is formed in a positioning section. It is preferred that the structured surface is formed with elevations and/or depressions.
  • Figure 1 a schematic, three-dimensional view of an exemplary
  • FIG. 7 shows a schematic view of an exemplary embodiment of a method for producing a sintered component
  • FIG. 8 a schematic view of an exemplary embodiment of a method for producing a sinter base.
  • a modified sintering base 1 is shown in FIG. 2, the base body 2 having a coating 10 which is surrounded by the continuous line.
  • the coating 10 can also be provided on the entire base body surface 8 or on all base body surfaces of the base body.
  • the coating 10 is structured so that the structured surface 6 is formed.
  • the component blanks 30-40 are indicated here for clarification.
  • the geometry of the component blanks 30-40 is shown as cylindrical, although no restriction to such a geometry is intended.
  • the component blanks 30-40 can have any desired geometry.
  • FIG. 7 shows a method for producing a sintered component.
  • a component blank 30-40 is produced, for example using a powder injection molding process.
  • a sintering base 1 is provided, comprising the base body 2 formed with a sinter-resistant material and the positioning section 4 provided on the base body 2, wherein the Base body 2 has the structured surface 6 within the positioning section 4 .
  • a component blank 30-40 is positioned in the positioning section 4 of the sinter base 1, i.e. on the surface 6 of the base body 2.
  • FIG. 8 shows a method for producing a sinter base 1 .
  • a base body 2 formed with a sinter-resistant material and having a surface that can be structured is provided in step 200.
  • the surface is structured so that a structured surface 6 is formed in the positioning section 4 .
  • the basic body 2 can be provided by manufacturing.

Abstract

The invention relates to a method for producing a sintered component (34'), comprising the steps of: positioning a component blank (30-40) in a positioning section (4) of a sinter support (1), and sintering the component blank (30-40) positioned in such a way, wherein the sinter support (1) within the positioning section (4) has a structured surface (6) which is designed in such a way that a coefficient of friction between the component blank (30-40) and the sinter support (1) is reduced in order to reduce a deformation of the component blank (30-40).

Description

Verfahren zur Herstellung eines gesinterten Bauteils und Sinterunterlage zur Anordnung eines Bauteilrohlings innerhalb einer Sintereinheit Method for producing a sintered component and sinter base for arranging a component blank within a sintering unit
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines gesinterten Bauteils, eine Sinterunterlage zur Anordnung eines Bauteilrohlings innerhalb einer Sintereinheit, eine Sintereinheit sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Sinterunterlage. The invention relates to a method for producing a sintered component, a sintering base for arranging a component blank within a sintering unit, a sintering unit and a method for producing a sintering base.
Verfahren zur Herstellung von gesinterten Bauteilen sind grundsätzlich bekannt. Ein gesintertes Bauteil wird durch ein Sintern eines Bauteilrohlings erzeugt. Der Bauteilrohling kann mittels unterschiedlicher Verfahren bereitgestellt werden, beispielsweise mit einem Metal Binder Jetting-Verfahren, einem Spritzgießverfahren, insbesondere einem MIM-Verfahren, oder einem Extrusionsverfahren. Ein derart hergestelltes, sogenanntes Grünteil weist in der Regel eine hohe Porosität auf. Ferner weist ein derartiges Grünteil ein im Vergleich zum endgültigen Bauteil höheres Volumen auf. Nach der Herstellung des Grünteils kann vor dem Sinterprozess eine Entfernung von Bindemittel erfolgen, sodass ein sogenanntes Braunteil entsteht. Das Braunteil wird anschließend gesintert. Während des Sinterns tritt in der Regel eine Schrumpfung des Bauteilrohlings von circa 10-20 % auf. Methods for producing sintered components are known in principle. A sintered component is produced by sintering a component blank. The component blank can be provided using different methods, for example using a metal binder jetting method, an injection molding method, in particular an MIM method, or an extrusion method. A so-called green part produced in this way generally has a high porosity. Furthermore, such a green part has a higher volume compared to the final component. After the green part has been produced, the binder can be removed before the sintering process, resulting in a so-called brown part. The brown part is then sintered. during the During sintering, the component blank generally shrinks by around 10-20%.
Da die Bauteilrohlinge während des Sinterns in der Regel auf einer polierten Sinterunterlage angeordnet sind, findet durch die Schrumpfung eine Relativbewegung zwischen dem Bauteilrohling und der Sinterunterlage statt. Diese Relativbewegung wird durch eine Reibkraft zwischen der Sinterunterlage und dem Bauteilrohling beeinflusst. Insbesondere wirkt diese Reibkraft der durch die Schrumpfung bewirkten Bewegung entgegen, sodass eine in der Regel unerwünschte Verformung des Bauteils resultiert. Since the component blanks are usually arranged on a polished sinter base during sintering, the shrinkage causes a relative movement between the component blank and the sinter base. This relative movement is influenced by a frictional force between the sinter base and the component blank. In particular, this frictional force counteracts the movement brought about by the shrinkage, so that a generally undesirable deformation of the component results.
Gesinterte Bauteile weisen daher in der Regel stets eine Verformung auf, die lediglich teilweise bereits bei der Konstruktion des Bauteils berücksichtigt werden kann. Diese Verformung erfordert insbesondere bei hochgenauen Bauteilen eine Nachbearbeitung des gesinterten Bauteils. Darüber hinaus wird der Freiheitsgrad bei der Gestaltung der Bauteile eingeschränkt, da bestimmte Geometrien derart stark beim Sintern verformt werden, dass diese nicht unter wirtschaftlichen Bedingungen herstellbar sind. Sintered components therefore usually always show a deformation that can only partially be taken into account when designing the component. In the case of high-precision components in particular, this deformation requires post-processing of the sintered component. In addition, the degree of freedom in the design of the components is restricted, since certain geometries are deformed to such an extent during sintering that they cannot be produced under economic conditions.
Ein Lösungsansatz zur Reduktion derartiger Verformungen besteht darin, dass das Bauteildesign angepasst und vereinfacht wird, sodass zum Beispiel eine geschlossene Kontaktfläche mit der Sinterunterlage vorgesehen wird. Dies führt jedoch gleichzeitig dazu, dass die Bauteile ein höheres Gewicht aufweisen und gegebenenfalls materialintensiver auszuführen sind. Üblicherweise führt eine derartige Abweichung von der idealen Konstruktion zudem zu einer verringerten Leistungsfähigkeit des Bauteils. One approach to reducing such deformations is to adapt and simplify the component design so that, for example, a closed contact surface with the sinter base is provided. At the same time, however, this means that the components are heavier and may need to be made of more material. Typically, such a departure from the ideal design also results in reduced device performance.
Ein weiterer Lösungsansatz zur Reduktion von Verformungen beim Sintern besteht darin, eine mitschrumpfende Sinterunterlage zu verwenden. Eine derartige Sinterunterlage ist als ein zusätzliches Element zu verstehen, das aus dem gleichen Material und mit dem gleichen Prozess hergestellt ist wie der Bauteilrohling. Somit kann sichergestellt werden, dass die sinterinhärenten Ursachewirkungszusammenhänge der mitschrumpfenden Sinterunterlage und des Bauteils vergleichbar sind. Beispielsweise kann eine derartige Sinterunterlage als eine Platte ausgeführt werden, die in ihrer Grundfläche der Grundfläche des Bauteils entspricht und zwischen der eigentlichen Sinterunterlage und dem Bauteil platziert wird. Eine derartige zusätzliche mitschrumpfende Sinterunterlage erfordert jedoch den Einsatz von zusätzlichem Material und gegebenenfalls ist ein zusätzliches Werkzeug erforderlich. Another approach to reducing deformations during sintering is to use a sintering base that shrinks with it. Such a sinter base is to be understood as an additional element that is made from the same material and using the same process as the component blank. It can thus be ensured that the sintering-inherent causal relationships of the shrinking sintering base and the component are comparable. For example, such a sintering base can be designed as a plate that corresponds in its base to the base of the component and between the actual sintering base and the component is placed. However, such an additional sinter base that shrinks with it requires the use of additional material and an additional tool may be required.
Ein alternativer Lösungsansatz zur Reduktion von Verformungen während des Sinterns besteht im Einsatz von kugelförmigem Granulat, das zwischen der Sinterunterlage und den Bauteilrohlingen angeordnet wird. Die somit bewirkte Rollreibung zwischen dem Bauteil und der Sinterunterlage berücksichtigt die Schrumpfungseffekte während des Sinterns. Ein Nachteil bei der Verwendung von kugelförmigem Granulat besteht unter anderem darin, dass dieses nicht für jedes Bauteil geeignet ist. Beispielsweise kann das Granulat zu Abdrücken an dem Bauteil führen. Darüber hinaus sind nicht alle Geometrien von Bauteilen für ein derartiges Granulat geeignet, beispielsweise wenn dieses keine flächige Auflage aufweist. An alternative approach to reducing deformations during sintering is to use spherical granules that are placed between the sinter base and the component blanks. The resulting rolling friction between the component and the sinter base takes into account the shrinkage effects during sintering. One disadvantage of using spherical granules is that they are not suitable for every component. For example, the granules can lead to imprints on the component. In addition, not all geometries of components are suitable for such a granulate, for example if it does not have a flat support.
In der Industrie besteht eine Nachfrage nach gesinterten Bauteilen mit hohen Toleranzanforderungen, die keine oder eine verminderte Nachbearbeitung erfordern. Ferner ist es eine Anforderung aus der Industrie, gesinterte Bauteile herzustellen, deren Ausschussrate gering ist. There is a demand in the industry for sintered components with high tolerance requirements that require no or reduced post-processing. Furthermore, it is a requirement from industry to produce sintered components whose scrap rate is low.
Die DE 10 2013 004 807 A1 , DE 69 703 750 T2, DE 42 06 007 A1 und CN 205673589 U offenbaren Sinterunterlagen und Verfahren zur Herstellung von gesinterten Bauteilen. DE 10 2013 004 807 A1, DE 69 703 750 T2, DE 42 06 007 A1 and CN 205673589 U disclose sintering bases and methods for producing sintered components.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines gesinterten Bauteils, eine Sinterunterlage zur Anordnung eines Bauteilrohlings innerhalb einer Sintereinheit, eine Sintereinheit sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Sinterunterlage bereitzustellen, die einen oder mehrere der genannten Nachteile vermindern oder beseitigen. Insbesondere ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Lösung bereitzustellen, die die Herstellung von gesinterten Bauteilen ohne oder mit einer geringen Verformung während des Sinterns ermöglicht. It is therefore an object of the invention to provide a method for producing a sintered component, a sintering base for arranging a component blank within a sintering unit, a sintering unit and a method for producing a sintering base that reduce or eliminate one or more of the disadvantages mentioned. In particular, it is an object of the invention to provide a solution that enables the production of sintered components with little or no deformation during sintering.
Diese Aufgabe wird gelöst mit Verfahren und einer Sinterunterlage nach den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Aspekte sind in den jeweiligen abhängigen Patentansprüchen angegeben. Die in den Patentansprüchen und der Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale sind in beliebiger, technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar, wobei weitere Ausführungsvarianten der Erfindung aufgezeigt werden. This object is achieved with a method and a sintering base according to the features of the independent patent claims. Further advantageous refinements of these aspects are described in the respective dependent patent claims specified. The features listed individually in the patent claims and the description can be combined with one another in any technologically meaningful way, with further embodiment variants of the invention being shown.
Gemäß einem ersten Aspekt wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines gesinterten Bauteils, umfassend die Schritte: Positionieren eines Bauteilrohlings in einem Positionierungsabschnitt einer Sinterunterlage und sintern des derart positionierten Bauteilrohlings, wobei die Sinterunterlage innerhalb des Positionierungsabschnitts eine strukturierte Oberfläche aufweist, die derart ausgebildet ist, dass ein Reibkoeffizient zwischen dem Bauteilrohling und der Sinterunterlage reduziert ist, um eine Verformung des Bauteilrohlings zu vermindern. According to a first aspect, the object is achieved by a method for producing a sintered component, comprising the steps: positioning a component blank in a positioning section of a sintering base and sintering the component blank positioned in this way, the sintering base having a structured surface within the positioning section that is configured in this way is that a coefficient of friction between the component blank and the sinter base is reduced to reduce deformation of the component blank.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die in der Regel polierten Oberflächen von Sinterunterlagen keine optimale Herstellung von gesinterten Bauteilen ermöglichen. Insbesondere wurde herausgefunden, dass eine strukturierte Oberfläche zu einer verbesserten Bauteilqualität führt. Der Erfindung liegt darüber hinaus die Erkenntnis zugrunde, dass der Reibkoeffizient zwischen dem Bauteilrohling und der Sinterunterlage reduziert werden kann, indem die Sinterunterlage in einem Abschnitt, in dem der Bauteilrohling platziert wird, eine strukturierte Oberfläche aufweist. Unter einem mittels der strukturierten Oberfläche reduzierten Reibkoeffizienten ist insbesondere zu verstehen, dass der Reibkoeffizient im Vergleich zu einer polierten Oberfläche reduziert ist. Durch den reduzierten Reibkoeffizienten reduzieren sich die Reibkräfte zwischen dem schrumpfenden Bauteilrohling und der Sinterunterlage, sodass die Verformung des fertiggestellten Bauteils vermindert oder beseitigt ist. The invention is based on the finding that the generally polished surfaces of sintered bases do not allow optimal production of sintered components. In particular, it was found that a structured surface leads to improved component quality. The invention is also based on the knowledge that the coefficient of friction between the component blank and the sintering base can be reduced by the sintering base having a structured surface in a section in which the component blank is placed. A coefficient of friction reduced by means of the structured surface is to be understood in particular as meaning that the coefficient of friction is reduced in comparison to a polished surface. Due to the reduced coefficient of friction, the frictional forces between the shrinking component blank and the sinter base are reduced, so that the deformation of the finished component is reduced or eliminated.
Das Verfahren ist zur Herstellung eines gesinterten Bauteils, insbesondere zum Sintern eines Bauteilrohlings, ausgebildet. Das Verfahren umfasst unter anderem den Schritt: Positionieren des Bauteilrohlings in dem Positionierungsabschnitt der Sinterunterlage. Vorzugsweise werden zwei oder mehr Bauteilrohlinge in dem Positionierungsabschnitt angeordnet. Die Sinterunterlage weist im bestimmungsgemäßen Betrieb vorzugsweise eine horizontale Auflagefläche an einer Oberfläche auf, innerhalb derer der Positionierungsabschnitt vorgesehen ist. Der Positionierungsabschnitt kann durch einen Abschnitt der Auflagefläche und/oder der Oberfläche der Sinterunterlage ausgebildet werden. Alternativ kann der Positionierungsabschnitt auf der gesamten Auflagefläche und/oder der Oberfläche ausgebildet sein. Das Positionieren kann beispielsweise ein Anordnen und/oder ein Ablegen des Bauteilrohlings auf der Sinterunterlage sein oder umfassen. The method is designed to produce a sintered component, in particular to sinter a component blank. The method includes, among other things, the step: positioning the component blank in the positioning section of the sintering base. Two or more component blanks are preferably arranged in the positioning section. In normal operation, the sintering base preferably has a horizontal bearing surface on a surface within which the positioning section is provided. The positioning section can be formed by a section of the supporting surface and/or the surface of the sintering base. Alternatively, the positioning section can be formed on the entire bearing surface and/or the surface. The positioning can be or include, for example, arranging and/or placing the component blank on the sintering base.
In einem weiteren Schritt wird der derart positionierte Bauteilrohling gesintert. Die Bauteilrohlinge werden während des Sinterns in der Regel in kurzer Zeit auf eine Temperatur nahe dem Schmelzpunkt des Materials des Bauteilrohlings erhitzt, um die Partikel des Bauteilrohlings durch Kapillarkräfte zu verdichten. Die Verringerung der freien Oberflächenenergie verändert in der Regel die Geometrie des gesinterten Bauteils durch nicht-verdichtende und verdichtende Mechanismen. In a further step, the component blank positioned in this way is sintered. During sintering, the component blanks are generally heated to a temperature close to the melting point of the material of the component blank in a short time in order to compact the particles of the component blank by capillary forces. The reduction in surface free energy typically changes the geometry of the sintered component through non-compacting and consolidating mechanisms.
Das Sintern kann unter anderem ein Anordnen der Sinterunterlage mit dem Bauteilrohling innerhalb einer Sintereinheit, beispielsweise einem Sinterofen, umfassen. Alternativ kann der Bauteilrohling auf der Sinterunterlage innerhalb der Sintereinheit angeordnet werden. The sintering can include, among other things, arranging the sintering base with the component blank within a sintering unit, for example a sintering furnace. Alternatively, the component blank can be arranged on the sintering base inside the sintering unit.
Die Sinterunterlage weist innerhalb des Positionierungsabschnitts die strukturierte Oberfläche auf. Die strukturierte Oberfläche ist derart ausgebildet, dass der Reibkoeffizient zwischen dem Bauteilrohling und der Sinterunterlage reduziert ist, um eine Verformung des Bauteilrohlings zu vermindern. Unter einer strukturierten Oberfläche ist insbesondere eine nicht polierte oder eine nicht glatte Oberfläche zu verstehen. Insbesondere kann es bevorzugt sein, dass die strukturierte Oberfläche definiert ausgebildet ist. Ferner kann die strukturierte Oberfläche gleichmäßige und/oder ungleichmäßige Strukturen aufweisen, beispielsweise Mikrostrukturen. The sinter base has the structured surface within the positioning section. The structured surface is designed in such a way that the coefficient of friction between the component blank and the sinter base is reduced in order to reduce deformation of the component blank. A structured surface is to be understood in particular as a non-polished or non-smooth surface. In particular, it can be preferred that the structured surface is formed in a defined manner. Furthermore, the structured surface can have uniform and/or non-uniform structures, for example microstructures.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass zwischen dem Bauteilrohling und der Sinterunterlage ein Schmiermittel appliziert wird. Mit einem derartigen Schmiermittel kann der Reibkoeffizient zwischen dem Bauteilrohling und der Sinterunterlage weiter reduziert werden. Das Schmiermittel kann flüssig und/oder fest ausgebildet sein. Beispielsweise kann das Schmiermittel Kohlenstoff und/oder ein Molybdänstoff sein oder umfassen. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante des Verfahrens ist vorgesehen, dass der Bauteilrohling unmittelbar auf der Sinterunterlage angeordnet wird. Dies bedeutet insbesondere, dass zwischen dem Bauteilrohling und der Sinterunterlage keine Zwischenschicht oder dergleichen angeordnet wird. Zwischen dem Bauteilrohling und der Sinterunterlage befinden sich somit insbesondere entweder keine weiteren Elemente und/oder das Schmiermittel. Ferner befinden sich in dieser Ausführungsvariante des Verfahrens auch keine Sinterperlen zwischen dem Bauteilrohling und der Sinterunterlage. In a preferred embodiment, a lubricant is applied between the component blank and the sinter base. With such a lubricant, the coefficient of friction between the component blank and the sinter base can be further reduced. The lubricant can be liquid and/or solid. For example, the lubricant may be or include carbon and/or a molybdenum substance. In a further preferred embodiment of the method, it is provided that the component blank is arranged directly on the sinter base. This means in particular that no intermediate layer or the like is arranged between the component blank and the sintering base. In particular, there are either no further elements and/or the lubricant between the component blank and the sintering base. Furthermore, in this variant of the method there are no sinter beads between the component blank and the sinter base.
Es ist ferner bevorzugt, dass das Verfahren den Schritt umfasst: Herstellen des Bauteilrohlings. Beispielsweise kann der Bauteilrohling mit einem Metal Binder Jetting-Verfahren, einem Metall- oder Pulverspritzgießverfahren oder einem Fused Filament Fabrication-Verfahren hergestellt werden. Ferner ist es bevorzugt, dass das Verfahren den Schritt umfasst: Bereitstellen der Sinterunterlage umfassend einen Grundkörper, der mit einem sinterfesten Material ausgebildet ist, und den an dem Grundkörper vorgesehenen Positionierungsabschnitt, wobei der Grundkörper innerhalb des Positionierungsabschnitts die strukturierte Oberfläche aufweist. It is further preferred that the method includes the step: producing the component blank. For example, the component blank can be produced using a metal binder jetting process, a metal or powder injection molding process, or a fused filament fabrication process. Furthermore, it is preferred that the method comprises the step: providing the sintering base comprising a base body, which is formed with a sinter-resistant material, and the positioning section provided on the base body, the base body having the structured surface within the positioning section.
Des Weiteren ist es bevorzugt, dass das Verfahren den Schritt umfasst: Anordnen der Sinterunterlage in einer Sintereinheit, beispielsweise einem Sinterofen. Es kann vorgesehen sein, dass der Bauteilrohling auf der Sinterunterlage innerhalb der Sintereinheit positioniert wird. Darüber hinaus kann das Verfahren den Schritt umfassen: Entnehmen der Sinterunterlage aus der Sintereinheit, nachdem der Bauteilrohling innerhalb der Sintereinheit gesintert wurde. Furthermore, it is preferred that the method includes the step: arranging the sintering base in a sintering unit, for example a sintering furnace. Provision can be made for the component blank to be positioned on the sintering base within the sintering unit. In addition, the method can include the step of removing the sintering base from the sintering unit after the component blank has been sintered within the sintering unit.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch eine Sinterunterlage zur Anordnung eines Bauteilrohlings innerhalb einer Sintereinheit, umfassend einen Grundkörper, der mit einem sinterfesten Material ausgebildet ist, ein an dem Grundkörper vorgesehener Positionierungsabschnitt, wobei der Grundkörper innerhalb des Positionierungsabschnitts eine strukturierte Oberfläche aufweist, die derart ausgebildet ist, dass ein Reibkoeffizient zwischen dem Bauteilrohling und der Sinterunterlage reduziert ist, um eine Verformung des Bauteilrohlings zu vermindern. According to a further aspect, the object mentioned at the outset is achieved by a sintering base for arranging a component blank within a sintering unit, comprising a base body which is formed with a sinter-resistant material, a positioning section provided on the base body, the base body having a structured surface within the positioning section , which is formed in such a way that a coefficient of friction between the component blank and the sinter base is reduced in order to reduce deformation of the component blank.
Das sinterfeste Material des Grundkörpers ist insbesondere hochtemperaturbeständig ausgebildet. Es ist bevorzugt, dass das sinterfeste Material nicht reaktiv mit dem Material des Bauteilrohlings, insbesondere nicht reaktiv mit Keramikmaterialien und/oder Metallmaterialien, ausgebildet ist. Das sinterfeste Material ist insbesondere temperaturfest bis vorzugsweise mindestens 250°C, 500°C oder 1000°C ausgebildet. Das sinterfeste Material ist insbesondere ein Hochtemperaturmaterial, beispielsweise eine Hochtemperaturlegierung und/oder eine Keramik. The sinter-resistant material of the base body is designed to be particularly resistant to high temperatures. It is preferred that the sinter-resistant Material is not reactive with the material of the component blank, in particular non-reactive with ceramic materials and / or metal materials formed. The sinter-resistant material is particularly temperature-resistant up to preferably at least 250°C, 500°C or 1000°C. The sinter-resistant material is in particular a high-temperature material, for example a high-temperature alloy and/or a ceramic.
Der Positionierungsabschnitt ist insbesondere an einer Oberfläche des Grundkörpers vorgesehen, die vorzugsweise im bestimmungsgemäßen Betrieb eine Oberflächenorthogonale aufweist, die im Wesentlichen vertikal nach oben ausgerichtet ist. Der Positionierungsabschnitt ist zum Anordnen von mindestens einem Bauteilrohling, insbesondere zwei oder mehr Bauteilrohlingen ausgebildet. Es kann bevorzugt sein, dass der Grundkörper zwei oder mehr Positionierungsabschnitte aufweist. Beispielsweise können zwei Abschnitte des Grundkörpers eine strukturierte Oberfläche aufweisen, die entsprechend zwei Positionierungsabschnitte ausbilden. The positioning section is provided in particular on a surface of the base body, which preferably has a surface orthogonal in normal operation, which is aligned essentially vertically upwards. The positioning section is designed for arranging at least one component blank, in particular two or more component blanks. It may be preferable that the base body has two or more positioning sections. For example, two sections of the base body can have a structured surface, which accordingly form two positioning sections.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante der Sinterunterlage ist vorgesehen, dass die strukturierte Oberfläche mit dem sinterfesten Material des Grundkörpers ausgebildet ist. Insbesondere ist die strukturierte Oberfläche bei dieser Ausführungsvariante nicht mit einem weiteren Material ausgebildet. Eine derartige Sinterunterlage ist vergleichsweise einfach herstellbar und robust. In a preferred embodiment variant of the sintering base, it is provided that the structured surface is formed with the sinter-resistant material of the base body. In particular, the structured surface is not formed with a further material in this embodiment variant. Such a sinter base is comparatively easy to produce and robust.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Sinterunterlage ist vorgesehen, dass eine Beschichtung des Grundkörpers die strukturierte Oberfläche ausbildet. Beispielsweise kann eine Oberfläche der Sinterunterlage mit der Beschichtung versehen sein und diese Beschichtung strukturiert sein. Die Beschichtung kann beispielsweise ein Keramikspray, eine Nitrierschicht oder eine Polytetrafluorethylenschicht sein. In a further preferred embodiment of the sintering base, it is provided that a coating of the base body forms the structured surface. For example, a surface of the sinter base can be provided with the coating and this coating can be structured. The coating can be, for example, a ceramic spray, a nitrided layer or a polytetrafluoroethylene layer.
In einer bevorzugten Fortbildung der Sinterunterlage ist vorgesehen, dass die strukturierte Oberfläche definiert ausgebildet ist. Unter einer definiert ausgebildeten strukturierten Oberfläche ist insbesondere zu verstehen, dass diese gemäß einer vordefinierten Strukturvorgabe ausgebildet ist, insbesondere hergestellt wurde. Insbesondere ist unter einer strukturierten Oberfläche keine allgemein vorhandene Porosität oder Rauheit einer Oberfläche zu verstehen, es sei denn, diese ist explizit zur Ausbildung der strukturierten Oberfläche zur Reduktion des Reibkoeffizienten vorgesehen. In a preferred development of the sintering base, it is provided that the structured surface is formed in a defined manner. A structured surface formed in a defined manner is to be understood in particular to mean that it is formed, in particular was produced, according to a predefined structural specification. In particular, a structured surface is not to be understood as meaning any generally existing porosity or roughness of a surface unless this is explicitly intended to form the structured surface to reduce the coefficient of friction.
Die definiert ausgebildete strukturierte Oberfläche kann regelmäßig oder unregelmäßig ausgebildet sein. The structured surface formed in a defined manner can be formed regularly or irregularly.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Sinterunterlage ist vorgesehen, dass die strukturierte Oberfläche eine Vielzahl an Mikrostrukturen aufweist. Die Mikrostrukturen können beispielsweise Rillen, Bohrungen und/oder zylindrische Strukturen aufweisen. In a further preferred embodiment of the sintering base, it is provided that the structured surface has a large number of microstructures. The microstructures can have grooves, bores and/or cylindrical structures, for example.
Die Mikrostrukturen können insbesondere als Vertiefungen und/oder als Erhebungen ausgebildet sein oder diese umfassen. Die als Erhebungen ausgebildeten Mikrostrukturen können beispielsweise mit einem aufbauenden Verfahren erzeugt werden. Beispielsweise kann die strukturierte Oberfläche eine Vielzahl an zylindrischen Mikrostrukturen aufweisen, die nebeneinander angeordnet sind. Alternativ kann eine Vielzahl an zylindrischen Bohrungen vorgesehen sein, die die strukturierte Oberfläche ausbilden. In particular, the microstructures can be in the form of depressions and/or elevations or can include them. The microstructures designed as elevations can be produced, for example, using a build-up method. For example, the structured surface can have a large number of cylindrical microstructures that are arranged next to one another. Alternatively, a large number of cylindrical bores can be provided, which form the structured surface.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Sinterunterlage ist vorgesehen, dass die Mikrostrukturen eine zylindrische, wabenförmige, kegelförmige, pyramidenförmige, halbellipsoidförmige, halbkugelförmige und/oder polygonförmige Geometrie aufweisen. Ferner können die Mikrostrukturen dreieckige und/oder viereckige Geometrien aufweisen. Die im Vorherigen beschriebenen Geometrien können insbesondere Querschnitte sein. Diese Querschnitte können insbesondere orthogonal zu einer Vertikalen und/oder einer Horizontalen ausgebildet sein. In a further preferred embodiment variant of the sintering base, it is provided that the microstructures have a cylindrical, honeycomb, conical, pyramidal, semi-ellipsoidal, semi-spherical and/or polygonal geometry. Furthermore, the microstructures can have triangular and/or quadrangular geometries. The geometries described above can in particular be cross sections. In particular, these cross sections can be formed orthogonally to a vertical and/or a horizontal line.
Eine weitere bevorzugte Fortbildung der Sinterunterlage zeichnet sich dadurch aus, dass die Mikrostrukturen rillenförmig ausgebildet sind, die sich vorzugsweise in mindestens zwei gewinkelt zueinander ausgerichteten Rillenrichtungen erstrecken. Die Rillenrichtungen sind im bestimmungsgemäßen Betrieb insbesondere im Wesentlichen horizontal ausgerichtet. A further preferred development of the sintering base is characterized in that the microstructures are designed in the form of grooves, which preferably extend in at least two groove directions aligned at an angle to one another. In normal operation, the directions of the grooves are in particular aligned essentially horizontally.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsvariante der Sinterunterlage zeichnet sich dadurch aus, dass die Mikrostrukturen eine Strukturtiefe von weniger als 200 Mikrometern, insbesondere weniger als 100 Mikrometern, aufweisen. Die Strukturtiefe ist im Wesentlichen orthogonal zu einer Oberfläche des Grundkörpers ausgerichtet, insbesondere orthogonal zu der strukturierten Oberfläche des Grundkörpers. Es ist darüber hinaus bevorzugt, dass die Strukturtiefe zwischen 100 Nanometern und 200 Mikrometern, insbesondere zwischen 500 Nanometern und 200 Mikrometern, vorzugsweise 100 Mikrometern, ausgebildet ist. Another preferred embodiment of the sinter base is characterized in that the microstructures have a structure depth of less than 200 Micrometers, in particular less than 100 micrometers. The structural depth is aligned essentially orthogonally to a surface of the base body, in particular orthogonally to the structured surface of the base body. In addition, it is preferred that the structural depth is between 100 nanometers and 200 micrometers, in particular between 500 nanometers and 200 micrometers, preferably 100 micrometers.
Eine weitere bevorzugte Fortbildung der Sinterunterlage zeichnet sich dadurch aus, dass die Mikrostrukturen ein Aspektverhältnis von größer als 1 aufweisen. Die Erfinder haben herausgefunden, dass insbesondere ein Aspektverhältnis von größer als 1 zu einer besonders vorteilhaften Reduktion des Reibkoeffizienten zwischen Bauteilrohlingen und der Sinterunterlage führt. Unter einem Aspektverhältnis ist allgemein ein Verhältnis aus einer Tiefe einer Vertiefung und einer Breite der Vertiefung zu verstehen. Wenn die Breite der Vertiefung nicht eindeutig bestimmbar ist, beispielsweise weil die Vertiefung konisch zuläuft, kann die Breite der Vertiefung auch eine durchschnittliche Breite der Vertiefung sein. A further preferred development of the sinter base is characterized in that the microstructures have an aspect ratio of greater than 1. The inventors have found that, in particular, an aspect ratio of greater than 1 leads to a particularly advantageous reduction in the coefficient of friction between component blanks and the sinter base. An aspect ratio is generally to be understood as a ratio of a depth of an indentation and a width of the indentation. If the width of the indentation cannot be clearly determined, for example because the indentation tapers conically, the width of the indentation can also be an average width of the indentation.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch eine Sintereinheit zum Sintern von Bauteilrohlingen, umfassend eine Sinterunterlage nach einer der im Vorherigen beschriebenen Ausführungsvarianten. According to a further aspect, the object mentioned at the outset is achieved by a sintering unit for sintering component blanks, comprising a sintering base according to one of the embodiment variants described above.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer Sinterunterlage, insbesondere eine Sinterunterlage nach einer der im Vorherigen beschriebenen Ausführungsvarianten, umfassend die Schritte: Bereitstellen eines mit einem sinterfesten Material ausgebildeten Grundkörpers, vorzugsweise mit einer strukturierbaren Oberfläche, und Strukturieren einer bzw. der Oberfläche des Grundkörpers, sodass eine strukturierte Oberfläche in einem Positionierungsabschnitt ausgebildet wird. Es ist bevorzugt, dass die strukturierte Oberfläche mit Erhebungen und/oder Vertiefungen ausgebildet wird. According to a further aspect, the object mentioned at the outset is achieved by a method for producing a sinter base, in particular a sinter base according to one of the embodiment variants described above, comprising the steps: providing a base body formed with a sinter-resistant material, preferably with a surface that can be structured, and structuring a or the surface of the base body, so that a structured surface is formed in a positioning section. It is preferred that the structured surface is formed with elevations and/or depressions.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante des Verfahrens ist vorgesehen, dass für das Strukturieren ein Laserstrukturierverfahren verwendet wird. Darüber hinaus kann es bevorzugt sein, dass für das Strukturieren ein Ätzverfahren, ein Beschichten oder ein profiliertes Walzen eingesetzt wird. Alternativ können auch weitere formende und/oder ab- und/oder auftragende Verfahren zur Herstellung der strukturierten Oberfläche verwendet werden. In a preferred embodiment variant of the method, it is provided that a laser structuring method is used for the structuring. In addition, it can be preferred that an etching method, a coating or a profiled rolling is used for the structuring. Alternatively you can further shaping and/or removing and/or applying methods for producing the structured surface can be used.
Für weitere Vorteile, Ausführungsvarianten und Ausführungsdetails der einzelnen Aspekte und ihrer möglichen Fortbildungen wird auch auf die erfolgte Beschreibung zu den weiteren Aspekten, den entsprechenden Merkmalen und Fortbildungen verwiesen. For further advantages, design variants and design details of the individual aspects and their possible developments, reference is also made to the description given for the further aspects, the corresponding features and developments.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden exemplarisch anhand der beiliegenden Figuren erläutert. Es zeigen: Preferred exemplary embodiments are explained by way of example with reference to the accompanying figures. Show it:
Figur 1 : eine schematische, dreidimensionale Ansicht einer beispielhaftenFigure 1: a schematic, three-dimensional view of an exemplary
Ausführungsform einer Sinterunterlage; Embodiment of a sinter base;
Figur 2: eine schematische, dreidimensionale Ansicht einer weiteren beispielhaften Ausführungsform einer Sinterunterlage mit Bauteilrohlingen; FIG. 2 shows a schematic, three-dimensional view of a further exemplary embodiment of a sintering base with component blanks;
Figur 3: eine schematische, zweidimensionale Schnittansicht einer beispielhaften Ausführungsform einer Sinterunterlage; FIG. 3: a schematic, two-dimensional sectional view of an exemplary embodiment of a sinter base;
Figur 4: eine schematische, zweidimensionale Schnittansicht einer weiteren beispielhaften Ausführungsform einer Sinterunterlage; FIG. 4: a schematic, two-dimensional sectional view of a further exemplary embodiment of a sinter base;
Figur 5: schematische, zweidimensionale Ansichten eines Bauteilrohlings und eines aus dem Bauteilrohling gesinterten Bauteils; FIG. 5: schematic, two-dimensional views of a component blank and a component sintered from the component blank;
Figur 6: eine schematische, dreidimensionale Ansicht einer beispielhaftenFigure 6: a schematic, three-dimensional view of an exemplary
Ausführungsform einer Sintereinheit; embodiment of a sintering unit;
Figur 7: eine schematische Ansicht einer beispielhaften Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung eines gesinterten Bauteils; und FIG. 7 shows a schematic view of an exemplary embodiment of a method for producing a sintered component; and
Figur 8: eine schematische Ansicht einer beispielhaften Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung einer Sinterunterlage. FIG. 8: a schematic view of an exemplary embodiment of a method for producing a sinter base.
In den Figuren sind gleiche oder im Wesentlichen funktionsgleiche beziehungsweise -ähnliche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Figur 1 zeigt eine Sinterunterlage 1 zur Anordnung von in Figur 2 gezeigten Bauteilrohlingen 30-40. Die Sinterunterlage 1 erstreckt sich in horizontalen Richtungen B1 , B2 und in vertikaler Richtung T. Die Sinterunterlage 1 umfasst einen Grundkörper 2, der mit einem sinterfesten Material, beispielsweise Keramik, ausgebildet ist. An dem Grundkörper 2 ist ein Positionierungsabschnitt 4 vorgesehen. Der Positionierungsabschnitt 4 ist vorliegend mit der gestrichelten Linie eingefasst. Innerhalb des Positionierungsabschnitts 4 ist die Grundkörperoberfläche 8 des Grundkörpers 2 strukturiert ausgebildet, sodass innerhalb des Positionierungsabschnitts 4 eine strukturierte Oberfläche 6 ausgebildet wird. Die strukturierte Oberfläche 6 ist derart ausgebildet, dass ein Reibkoeffizient zwischen einem Bauteilrohling 30-40 und der Sinterunterlage 1 reduziert ist, um eine Verformung des Bauteilrohlings 30-40 beim Sintern zu vermindern oder zu vermeiden. In the figures, identical or essentially functionally identical or similar elements are denoted by the same reference symbols. FIG. 1 shows a sinter base 1 for the arrangement of component blanks 30-40 shown in FIG. The sintering base 1 extends in horizontal directions B1, B2 and in the vertical direction T. The sintering base 1 comprises a base body 2 which is made of a sinter-resistant material, for example ceramic. A positioning section 4 is provided on the base body 2 . In the present case, the positioning section 4 is surrounded by the dashed line. The base body surface 8 of the base body 2 is structured within the positioning section 4 , so that a structured surface 6 is formed within the positioning section 4 . The structured surface 6 is designed in such a way that a coefficient of friction between a component blank 30-40 and the sintering base 1 is reduced in order to reduce or avoid deformation of the component blank 30-40 during sintering.
In Figur 2 ist eine modifizierte Sinterunterlage 1 gezeigt, wobei der Grundkörper 2 eine Beschichtung 10 aufweist, die von der durchgehenden Linie umschlossen ist. Die Beschichtung 10 kann auch auf der gesamten Grundkörperoberfläche 8 oder auf allen Grundkörperoberflächen des Grundkörpers vorgesehen sein. Vorliegend ist die Beschichtung 10 strukturiert, sodass die strukturierte Oberfläche 6 ausgebildet wird. Zur Verdeutlichung sind hier die Bauteilrohlinge 30-40 angedeutet. Die Geometrie der Bauteilrohlinge 30-40 ist vorliegend zylinderförmig gezeigt, wobei jedoch keine Einschränkung auf eine derartige Geometrie vorgesehen ist. Die Bauteilrohlinge 30-40 können jede beliebige Geometrie aufweisen. A modified sintering base 1 is shown in FIG. 2, the base body 2 having a coating 10 which is surrounded by the continuous line. The coating 10 can also be provided on the entire base body surface 8 or on all base body surfaces of the base body. In the present case, the coating 10 is structured so that the structured surface 6 is formed. The component blanks 30-40 are indicated here for clarification. In the present case, the geometry of the component blanks 30-40 is shown as cylindrical, although no restriction to such a geometry is intended. The component blanks 30-40 can have any desired geometry.
Die strukturierte Oberfläche 6 weist insbesondere Vertiefungen und/oder Erhebungen in Tiefenrichtung T auf. Die Erhebungen und/oder Vertiefungen weisen orthogonal zur Tiefenrichtung T Erstreckungen in die Richtungen B1 und B2 auf. Es ist bevorzugt, dass eine Erstreckung in Tiefenrichtung T größer ist als in die Richtungen B1 und B2, sodass sich ein Aspektverhältnis von größer 1 einstellt. The structured surface 6 has, in particular, depressions and/or elevations in the depth direction T. The elevations and/or depressions have extensions orthogonal to the depth direction T in the directions B1 and B2. It is preferred that an extension in the depth direction T is greater than in the directions B1 and B2, so that an aspect ratio of greater than 1 is established.
Figur 3 zeigt eine Schnittzeichnung einer beispielhaften Ausführungsform einer strukturierten Oberfläche 6. Vorliegend ist die strukturierte Oberfläche 6 durch Vertiefungen 16 zwischen Erhebungen 12, 14 ausgebildet. Eine derartige strukturierte Oberfläche 6 reduziert den Reibkoeffizient zwischen der Sinterunterlage 1 und einem auf der Sinterunterlage 1 angeordneten Bauteilrohling 30-40. FIG. 3 shows a sectional drawing of an exemplary embodiment of a structured surface 6. In the present case, the structured surface 6 is formed by depressions 16 between elevations 12, 14. Such a Structured surface 6 reduces the coefficient of friction between the sintering base 1 and a component blank 30-40 arranged on the sintering base 1 .
In Figur 4 ist eine weitere beispielhafte Ausführungsform einer strukturierten Oberfläche 6 gezeigt, die mittels Erhebungen 18, 20 und einer durch die Erhebungen 18, 20 ausgebildeten Vertiefung 22 ausgebildet ist. Beispielsweise können die Erhebungen 18, 20 durch ein aufbauendes Fertigungsverfahren erzeugt werden. Darüber hinaus können die Erhebungen 18, 20 durch eine Beschichtung ausgebildet werden und die Vertiefung 22 durch ein abtragendes Verfahren. A further exemplary embodiment of a structured surface 6 is shown in FIG. For example, the elevations 18, 20 can be produced by a build-up manufacturing process. In addition, the elevations 18, 20 can be formed by a coating and the depression 22 by a machining process.
Figur 5 zeigt in der Abbildung A den Effekt eines üblichen Sinterverfahrens ohne das Verfahren und die Sinterunterlage, die Gegenstand der vorliegenden Offenbarung sind. Das Sintern des Bauteilrohlings 34 führt zu einer sichtbaren Verformung, sodass das derart hergestellte, gesinterte Bauteil 34‘ eine Veränderung der Geometrie aufweist. Insbesondere durch den Reibkoeffizient zwischen dem Bauteilrohling 34 und der Sinterunterlage und den daraus resultierenden Reibkräften, erfolgt eine Verformung. FIG. 5 shows in panel A the effect of a conventional sintering process without the process and the sintering base which are the subject of the present disclosure. The sintering of the component blank 34 leads to a visible deformation, so that the sintered component 34' produced in this way has a change in geometry. Deformation occurs in particular as a result of the coefficient of friction between the component blank 34 and the sinter base and the resulting frictional forces.
In der Abbildung B ist die Verwendung einer Sinterunterlage 1 und eines Verfahrens gemäß der Offenbarung gezeigt. Verfahrensinhärent reduziert sich das Volumen des Bauteilrohlings 34 hin zu dem gesinterten Bauteil 34“. Aufgrund der optimierten Sinterunterlage ist eine Verformung des gesinterten Bauteils 34“ jedoch nicht erkennbar. In figure B the use of a sinter support 1 and a method according to the disclosure is shown. The volume of the component blank 34 is inherently reduced towards the sintered component 34 ″. Due to the optimized sinter base, however, a deformation of the sintered 34" component is not recognizable.
In Figur 6 ist eine Sintereinheit 42 zum Sintern von Bauteilrohlingen 30-40 gezeigt. Die Sintereinheit 42 kann beispielsweise ein Sinterofen sein. Die Sintereinheit 42 umfasst eine Sinterunterlage 1 , wie sie beispielsweise in den Figuren 1 und 2 gezeigt ist. FIG. 6 shows a sintering unit 42 for sintering component blanks 30-40. The sintering unit 42 can be a sintering furnace, for example. The sintering unit 42 includes a sintering base 1, as shown in FIGS. 1 and 2, for example.
In Figur 7 ist ein Verfahren zur Herstellung eines gesinterten Bauteils gezeigt. In Schritt 100 wird ein Bauteilrohling 30-40 hergestellt, beispielsweise mit einem Pulverspritzgießverfahren. In Schritt 102 wird eine Sinterunterlage 1 bereitgestellt, umfassend den mit einem sinterfesten Material ausgebildeten Grundkörper 2 und den an dem Grundkörper 2 vorgesehenen Positionierungsabschnitt 4, wobei der Grundkörper 2 innerhalb des Positionierungsabschnitts 4 die strukturierte Oberfläche 6 aufweist. In Schritt 104 wird ein Bauteilrohling 30-40 in dem Positionierungsabschnitt 4 der Sinterunterlage 1 positioniert, also auf der Oberfläche 6 des Grundkörpers 2. FIG. 7 shows a method for producing a sintered component. In step 100, a component blank 30-40 is produced, for example using a powder injection molding process. In step 102, a sintering base 1 is provided, comprising the base body 2 formed with a sinter-resistant material and the positioning section 4 provided on the base body 2, wherein the Base body 2 has the structured surface 6 within the positioning section 4 . In step 104, a component blank 30-40 is positioned in the positioning section 4 of the sinter base 1, i.e. on the surface 6 of the base body 2.
Ferner wird in Schritt 106 die Sinterunterlage 1 in der Sintereinheit 42 angeordnet. Schritt 104 und 106 können in ihrer Reihenfolge auch vertauscht sein. In dem Schritt 108 wird der Bauteilrohling 30-40 gesintert, insbesondere mit einer hohen Temperatur beaufschlagt. Nachdem in Schritt 108 der Bauteilrohling 30-40 gesintert wurde und das gesinterte Bauteil 34“ erzeugt wurde, wird die Sinterunterlage 1 aus der Sintereinheit 42 in Schritt 110 entnommen. Further, in step 106, the sintering base 1 is placed in the sintering unit 42. FIG. The order of steps 104 and 106 can also be reversed. In step 108, the component blank 30-40 is sintered, in particular subjected to a high temperature. After the component blank 30-40 has been sintered in step 108 and the sintered component 34'' has been produced, the sinter base 1 is removed from the sintering unit 42 in step 110.
In Figur 8 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Sinterunterlage 1 dargestellt. In Schritt 200 wird ein mit einem sinterfesten Material ausgebildeter Grundkörper 2 mit einer strukturierbaren Oberfläche bereitgestellt. In Schritt 202 wird die Oberfläche strukturiert, sodass eine strukturierte Oberfläche 6 in dem Positionierungsabschnitt 4 ausgebildet wird. Die Bereitstellung des Grundkörpers 2 kann durch eine Herstellung erfolgen. FIG. 8 shows a method for producing a sinter base 1 . In step 200, a base body 2 formed with a sinter-resistant material and having a surface that can be structured is provided. In step 202 the surface is structured so that a structured surface 6 is formed in the positioning section 4 . The basic body 2 can be provided by manufacturing.
Das im Vorherigen beschriebene Verfahren zur Herstellung eines gesinterten Bauteils 34“ und die beschriebene Sinterunterlage 1 haben den Vorteil, dass der Reibkoeffizient und somit die Reibkräfte zwischen der Sinterunterlage 1 und einem auf der Sinterunterlage 1 angeordneten Bauteilrohling 30-40 reduziert ist. The previously described method for producing a sintered component 34'' and the sintered base 1 described have the advantage that the coefficient of friction and thus the frictional forces between the sintered base 1 and a component blank 30-40 arranged on the sintered base 1 are reduced.
Dieser reduzierte Reibkoeffizient beziehungsweise die reduzierten Reibkräfte führen zu einer verminderten Verformung des Bauteilrohlings 30-40 und somit des gesinterten Bauteils 34“. Infolgedessen weist das gesinterte Bauteil 34“ eine verbesserte Form- und Maßgenauigkeit auf. Daher ist eine verminderte Nachbearbeitung des Bauteils 34“ erforderlich beziehungsweise das Bauteil 34“ ist für den Anwendungszweck geeignet, ohne dass die Ausschussrate die Wirtschaftlichkeit des Bauteils 34“ reduziert. BEZUGSZEICHENThis reduced coefficient of friction or the reduced frictional forces lead to reduced deformation of the component blank 30-40 and thus of the sintered component 34”. As a result, the sintered component 34'' has improved shape and dimensional accuracy. Therefore, less post-processing of the component 34″ is required or the component 34″ is suitable for the application without the scrap rate reducing the economic efficiency of the component 34″. REFERENCE MARKS
1 Sinterunterlage 1 sinter pad
2 Grundkörper 2 basic bodies
4 Positionierungsabschnitt 6 strukturierte Oberfläche 4 positioning section 6 textured surface
8 Grundkörperoberfläche 8 body surface
10 Beschichtung 10 coating
12 Erhebung 12 elevation
14 Erhebung 16 Vertiefung 14 Elevation 16 Deepening
18 Erhebung 18 survey
20 Erhebung 20 elevation
22 Vertiefung 22 deepening
30-40 Bauteilrohling 34‘, 34“ gesintertes Bauteil 30-40 component blank 34', 34" sintered component
42 Sintereinheit 42 sintering unit

Claims

ANSPRÜCHE Verfahren zur Herstellung eines gesinterten Bauteils (34‘), umfassend die Schritte: CLAIMS Method of manufacturing a sintered component (34'), comprising the steps of:
Positionieren eines Bauteilrohlings (30-40) in einem Positionierungsabschnitt (4) einer Sinterunterlage (1), und Sintern des derart positionierten Bauteilrohlings (30-40), Positioning a component blank (30-40) in a positioning section (4) of a sintering base (1), and sintering the component blank (30-40) positioned in this way,
- wobei die Sinterunterlage (1) innerhalb des Positionierungsabschnitts (4) eine strukturierte Oberfläche (6) aufweist, die derart ausgebildet ist, dass ein Reibkoeffizient zwischen dem Bauteilrohling (30-40) und der Sinterunterlage (1) reduziert ist, um eine Verformung des Bauteilrohlings (30-40) zu vermindern. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei zwischen dem Bauteilrohling und der Sinterunterlage (1) ein Schmiermittel appliziert wird. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Bauteilrohling unmittelbar auf der Sinterunterlage (1) angeordnet wird. Sinterunterlage (1) zur Anordnung eines Bauteilrohlings (30-40) innerhalb einer Sintereinheit, umfassend einen Grundkörper (2), der mit einem sinterfesten Material ausgebildet ist, ein an dem Grundkörper (2) vorgesehener Positionierungsabschnitt (4), - wherein the sintering base (1) has a structured surface (6) within the positioning section (4), which is designed in such a way that a coefficient of friction between the component blank (30-40) and the sintering base (1) is reduced in order to prevent deformation of the To reduce component blank (30-40). Method according to Claim 1, in which a lubricant is applied between the component blank and the sintering base (1). Method according to one of the preceding claims, in which the component blank is arranged directly on the sinter base (1). Sintering base (1) for arranging a component blank (30-40) within a sintering unit, comprising a base body (2) which is made of a sinter-resistant material, a positioning section (4) provided on the base body (2),
- wobei der Grundkörper (2) innerhalb des Positionierungsabschnitts (4) eine strukturierte Oberfläche (6) aufweist, die derart ausgebildet ist, dass ein Reibkoeffizient zwischen dem Bauteilrohling und der Sinterunterlage (1) reduziert ist, um eine Verformung des Bauteilrohlings (30-40) zu vermindern. Sinterunterlage (1) nach dem vorherigen Anspruch, wobei die strukturierte Oberfläche (6) mit dem sinterfesten Material des Grundkörpers (2) ausgebildet ist. - wherein the base body (2) has a structured surface (6) within the positioning section (4), which is designed in such a way that a coefficient of friction between the component blank and the sintering base (1) is reduced in order to prevent deformation of the component blank (30-40 ) to decrease. Sinter base (1) according to the preceding claim, wherein the structured surface (6) is formed with the sinter-resistant material of the base body (2).
6. Sinterunterlage (1) nach dem vorherigen Anspruch, wobei eine Beschichtung des Grundkörpers (2) die strukturierte Oberfläche (6) ausbildet. 6. sinter base (1) according to the preceding claim, wherein a coating of the base body (2) forms the structured surface (6).
7. Sinterunterlage (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die strukturierte Oberfläche (6) definiert ausgebildet ist. 7. sinter base (1) according to any one of the preceding claims, wherein the structured surface (6) is formed defined.
8. Sinterunterlage (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die strukturierte Oberfläche (6) eine Vielzahl an Mikrostrukturen aufweist. 8. sinter base (1) according to any one of the preceding claims, wherein the structured surface (6) has a plurality of microstructures.
9. Sinterunterlage (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Mikrostrukturen als Vertiefungen (16, 22) und/oder als Erhebungen (12, 14, 18, 20) ausgebildet sind. 9. Sinter base (1) according to one of the preceding claims, wherein the microstructures are designed as depressions (16, 22) and/or as elevations (12, 14, 18, 20).
10. Sinterunterlage (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Mikrostrukturen eine zylindrische, wabenförmige, kegelförmige, pyramidenförmige, halbellipsoidförmige, halbkugelförmige und/oder polygonförmige Geometrie aufweisen. 10. Sinter base (1) according to one of the preceding claims, wherein the microstructures have a cylindrical, honeycomb, conical, pyramidal, semi-ellipsoidal, semi-spherical and/or polygonal geometry.
11. Sinterunterlage (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Mikrostrukturen rillenförmig ausgebildet sind. 11. Sinter base (1) according to any one of the preceding claims, wherein the microstructures are formed in grooves.
12. Sinterunterlage (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Mikrostrukturen eine Strukturtiefe von weniger als 200 pm aufweisen. 12. Sinter base (1) according to one of the preceding claims, wherein the microstructures have a structure depth of less than 200 μm.
13. Sinterunterlage (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Mikrostrukturen ein Aspektverhältnis von größer 1 aufweisen. 13. Sinter base (1) according to one of the preceding claims, wherein the microstructures have an aspect ratio of greater than 1.
14. Sintereinheit (42) zum Sintern von Bauteilrohlingen (30-40), umfassend eine Sinterunterlage (1) nach einem der vorherigen Ansprüche. Verfahren zur Herstellung einer Sinterunterlage (1), insbesondere einer Sinterunterlage (1) nach einem der vorherigen Ansprüche 1-13, umfassend die Schritte: 14. sintering unit (42) for sintering component blanks (30-40), comprising a sintering base (1) according to any one of the preceding claims. Method for producing a sinter base (1), in particular a sinter base (1) according to one of the preceding claims 1-13, comprising the steps:
Bereitstellen eines mit einem sinterfesten Material ausgebildeten Grundkörpers (2), und Providing a base body (2) formed with a sinter-resistant material, and
Strukturieren einer Oberfläche des Grundkörpers, sodass eine strukturierte Oberfläche (6) in einem Positionierungsabschnitt (4) ausgebildet wird. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, wobei für das Strukturieren ein Laserstrukturierverfahren verwendet wird. Structuring a surface of the base body, so that a structured surface (6) is formed in a positioning section (4). Method according to the preceding claim, wherein a laser structuring method is used for the structuring.
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