Keramische Linearführungen

PM liefert seit Jahrzehnten Linearführungen aus Vollkeramik sowie Hybridversionen. Im Jahr 2005 war PM der erste Hersteller, der keramische Linearführungen auf den Markt brachte. Auf dieser Seite finden Sie allgemeine Informationen über die von uns verwendeten Keramiken. Für weitere Informationen oder eine Beratung für Ihre Anwendung fragen Sie einen unserer Experten oder unseren lokalen Vertriebspartner.

Warum Keramik?

Keramik ist dem Stahl in Dichte und Härte überlegen. Aufgrund ihrer unmagnetischen Eigenschaften sind sie ein ideales Material für den Einsatz in nicht-magnetischer oder Ultrahochvakuumumgebung in Maschinen der neuen Generation. Unsere PM-Ingenieure haben eine Vielzahl von keramischen Designs entwickelt. Wir konzentrieren uns weiterhin auf Lösungen, die Keramikverbindungen der Siliziumnitrid- (Si3N4) oder Oxidfamilie (Aluminiumoxid Al2O3 oder Zirkonoxid ZrO2) beinhalten. Die Auswahl erfolgt nach Betriebsbedingungen wie Geschwindigkeit, Temperatur und Oberflächenbeschaffenheit.

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Relativ leichtes Material 

Die Keramikdichte liegt bei etwa 40%-60% des traditionellen Lagerstahls DIN 1.3505. Da die Kraft direkt proportional zur Masse ist, reduziert das Siliziumnitrid mit niedriger Dichte die Startkraft, die zum Bewegen des Schlittens bzw. der Bühne erforderlich ist, erheblich. Dies verbessert den Betrieb in hochdynamischen Anwendungen, bei denen die Reduzierung des Massenträgheitsmoments ein ständiges Thema ist.

Hohe Steifigkeit 

Keramische Schienen und Kugeln (Siliziumnitrid und Aluminiumoxid) haben einen Elastizitätsmodul, der etwa 50% höher ist als bei Stahl. Dies macht sie zu einem idealen Linearführungsmaterial für den Einsatz in Hochgeschwindigkeits XY-Systeme sowie für Drahtbondmaschinen in der Halbleiterindustrie, wo Steifigkeit und Präzision bei hohen Geschwindigkeiten gefordert sind.

Erhöhte Lebensdauer

Die Lebensdauer von Linearführungen steht in direktem Zusammenhang mit der Härte, der kritischsten mechanischen Eigenschaft des Materials für Führungen. Mit einer beeindruckenden Härte von 78 HRc, doppelt so viel wie die meisten Stähle für Führungen - und einer hohen Druckfestigkeit, etwa 5 bis 7 mal so hoch wie Stahl, verbessert Siliziumnitrid die Verschleißfestigkeit und minimiert die schädlichen Auswirkungen wiederholter Oberflächenkontakte. Die Lebensdauer von keramischen Führungen hängt von den Betriebsbedingungen ab. Die Ergebnisse eines Lebensdauerversuchs von Linearführungen aus Stahl und Vollkeramik ohne Schmierung sind in der linken Abbildung dargestellt.

Betrieb bei hohen Temperaturen

Die mechanischen Eigenschaften von keramischen Führungen ändern sich nicht durch extrem niedrige (kryogene) und extrem hohe Temperaturen - ca. 800ºC, was sie sehr gut für den Einsatz als hitzebeständiges Material geeignet macht. Ein großes Problem bei so hohen Temperaturen ist die Schmierung. Öle und Fette können normalerweise bei Temperaturen bis zu 300ºC verwendet werden. Bei höheren Temperaturen können Festschmierstoffe verwendet werden. Festschmierstoff kann jedoch nur für Temperaturen bis 500ºC verwendet werden. Keramische Führungen können bei Temperaturen bis zu 800ºC betrieben werden und übertreffen die besten Hochtemperatur-Lagerstähle um das Dreifache.

Geschwindigkeit vs. Leistung

Aufgrund der Materialeigenschaften bietet jedes Keramik spezifische Vorteile. Einige Materialien schneiden bei hoher Geschwindigkeit besser ab und andere bei niedrigerer Geschwindigkeit. Andere Eigenschaften wie Vakuumverträglichkeit, weniger Partikelbildung von ca. 1/3 in Luft und Vakuum im Vergleich zu Edelstahl, chemisch inert, korrosionsbeständig und elektrisch nicht leitfähig können die Leistung von Linearführungen in speziellen Anwendungen verbessern.  Unsere PM-Ingenieure können kundenorientierte Empfehlungen für anspruchsvollste Anwendungen liefern.

Design nach Kundenspezifikation

Keramische Linearführungen und Rolltische werden auf Kundenwunsch gefertigt. Auf diese Weise können die Spezifikationen der Keramikführung an Ihre Systemanforderungen wie Drehzahl, Betriebstemperatur und Genauigkeit angepasst werden. Die Fertigung beginnt, nachdem alle technischen Details geklärt sind. Unsere Ingenieure stehen Ihnen bei der Suche nach der richtigen Linearführung gerne zur Verfügung. Sie sind bereit, Ihnen die beste Lösung anzubieten, egal wie komplex und einzigartig Ihre Probleme sind. Kontaktieren Sie uns für weitere Informationen über keramische Linearführungen.

 

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