Die Montage erfolgt durch präzises Fügen: ZrO₂-Stifte, -Rollen, -Ringe und -Blöcke werden passgenau auf Wellen positioniert, verschraubt oder geklemmt. Aus ZrO₂ lassen sich neben Lagern auch hochfeste Keramik-Rollen, Ringe, Rohre, Blöcke und Wellen fertigen.
Doch wo finden diese Spezialkomponenten ihren konkreten Einsatz? Aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaften – Korrosionsbeständigkeit, elektrische Isolierung, hohe Festigkeit und Temperaturstabilität – kommen ZrO₂-Teile insbesondere in der Medizintechnik, der chemischen Industrie und der Präzisionsmechanik zum Einsatz.
Typische Anwendungen sind ventillose Pumpen, hochreine Produktionsanlagen, Spindellager für Werkzeugmaschinen oder verschleißkritische Führungen in der Halbleiterfertigung. Dort arbeiten beispielsweise Nadel- oder Zylinderrollen aus ZrO₂ in Kombination mit passgenauen Ringen und Rohren, während Stifte und Kugeln präzise Bewegungen auf Wellen ermöglichen – oft unter Bedingungen, bei denen metallische Komponenten versagen würden.
Die Montage dieser keramischen Bauteile erfordert ebenso viel Erfahrung wie Präzision. Die Fertigung erfolgt durch formgebendes Sintern, gefolgt von Hartbearbeitung mit Diamantwerkzeugen. Die spätere Montage wird konsequent nach dem Prinzip der Passungsauswahl durchgeführt: ZrO₂-Stifte, -Rollen, -Ringe und -Blöcke werden je nach Anforderung entweder thermisch gefügt, präzise verklebt oder mechanisch geklemmt. Besonders bei der Kombination mit metallischen Wellen ist die Beachtung unterschiedlicher Wärmeausdehnungskoeffizienten entscheidend.
| Dichte(g/cm3) | relative Dichte(g/cm3) | Elastizitätsmodul(GPa) | Verhältnis der Druckfestigkeit(25C) | Härte HV(GPa) | |||||
| 3.260.02 | >99.5 | 300-320 | 40-50 | 16-20 | |||||
| Bruchzähigkeit(MPa.m1/21/2) | Bending trength(MPa) | Poisson's ratio | Linearer Ausdehnungskoeffizient10-6K-1 | Webuler-Modul | |||||
| 6.0-9.0 | 600-1000 | 0.25 | 3.1-3.3 | 12-15 | |||||
| Wärmeleitfähigkeit(W.(m.K)-1) | Spezifisches Widerstandsverhältnis | Korrosionsbeständigkeit | Größenstabilität | Magnetisch | |||||
| 15-20 | 1018 | Ausgezeichnet | Ausgezeichnet | Keine | |||||
Zirkonoxid (ZrO₂) zählt zu den vielseitigsten Hochleistungskeramiken im modernen Maschinen- und Anlagenbau. Doch was lässt sich aus diesem außergewöhnlichen Material fertigen? Neben den klassischen Bauteilen wie Stiften, Kugeln und Lagern ermöglicht die keramische Verarbeitung auch komplexe Geometrien: Keramik-Rollen für hochbelastete Fördersysteme, präzise Ringe als Dicht- oder Führungselemente, Rohre für aggressive Medien sowie massive Blöcke als Grundkörper für Werkzeuge und Wellen, die unter extremen Bedingungen verschleißfrei arbeiten. Die besondere Herausforderung liegt dabei in der Formgebung – Nadel- und Zylinderrollen aus ZrO₂ etwa erfordern höchste Sinterpräzision, um später in Lagereinheiten maßgenau zu funktionieren.
Durch rechnergestützte Simulationen und engmaschige Qualitätssicherung entstehen so hochzuverlässige Baugruppen, die auch unter Schwellbetrieb, aggressiver Umgebung oder bei hohen Temperaturen ihre Form- und Maßhaltigkeit bewahren. Damit eröffnet Zirkonoxidkonstrukteuren heute Lösungswege, die noch vor wenigen Jahren technisch nicht realisierbar waren.