Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Sintersystem zur Herstellung eines gesinterten Bauteils mit einem Bauteilrohling sowie eine Sinterunterlage zur Verwendung in einem solchen Verfahren.

Verfahren zur Herstellung von gesinterten Bauteilen sind grundsätzlich bekannt. Ein gesintertes Bauteil wird durch ein Sintern eines Bauteilrohlings erzeugt. Der Bauteilrohling kann mit verschiedenen Herstellungsverfahren hergestellt 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 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 bis 20 Prozent auf.

Da die Bauteilrohlinge während des Sinterns in der Regel auf einer 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. In einem der Sinterunterlage abgewandten Abschnitt des Bauteilrohlings wirkt sich die Reibkraft nicht oder vermindert aus, sodass in der Regel eine unerwünschte Verformung des Bauteilrohlings bzw. des Bauteils resultiert.

Gesinterte Bauteile weisen daher in der Regel 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 mit einem Sinterverfahren herstellbar sind.

Ein Lösungsansatz zur Reduktion derartiger Verformungen besteht darin, dass die Bauteilrohlinge auf einer polierten Oberfläche der Sinterunterlage angeordnet werden. Diese Maßnahme reduziert jedoch den Reibkoeffizienten zwischen der Sinterunterlage und dem Bauteilrohling nicht in dem Maße, dass die schrumpfungsbedingten Verformungen entfallen.

Ein weiterer Lösungsansatz zur Reduktion von Verformungen besteht darin, dass das Bauteildesign angepasst und vereinfacht wird, wobei 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 Abweichung von der idealen Konstruktion zudem zu einer verringerten Leistungsfähigkeit des Bauteils. Ein weiterer Lösungsansatz zur Reduktion von Verformungen beim Sintern besteht darin, eine mitschrumpfende Sinterunterlage zu verwenden. Eine solche 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 Bauteilrohlings vergleichbar sind. Beispielsweise kann eine derartige Sinterunterlage als eine Platte ausgeführt werden, die in ihrer Grundfläche der Grundfläche des Bauteilrohlings entspricht und zwischen der eigentlichen Sinterunterlage und dem Bauteilrohling platziert wird. Eine solche zusätzliche, mitschrumpfende Sinterunterlage erfordert jedoch den Einsatz von zusätzlichem Material und gegebenenfalls ist ein zusätzliches Werkzeug erforderlich.

Ein alternativer Lösungsansatz zur Reduktion von Verformungen während des Sinterns besteht im Einsatz von kugelförmigem Granulat, das zwischen der Sinterunterlage und dem Bauteilrohling angeordnet wird. Die somit bewirkte Rollreibung zwischen dem Bauteilrohling und der Sinterunterlage kann die Verformungen an dem Bauteilrohling bzw. an dem Bauteil reduzieren. 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 Bauteilgeometrien für ein derartiges Granulat geeignet, beispielsweise wenn dieses keine flächige Auflage aufweist.

In der Industrie besteht eine Nachfrage nach gesinterten Bauteilen mit hohen Toleranzanforderungen, die keine oder lediglich eine geringfügige Nachbearbeitung erfordern. Ferner ist es eine Anforderung aus der Industrie, gesinterte Bauteile herzustellen, deren Ausschussrate gering ist.

Die WO 2020/043565 A1 und WO 2019/079704 A2 offenbaren Vorrichtungen zur Herstellung von gesinterten Bauteilen.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und ein Sintersystem zur Herstellung eines gesinterten Bauteils mit einem Bauteilrohling sowie eine Sinterunterlage zur Verwendung in einem solchen Verfahren 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 lediglich einer geringen Verformung während des Sinterns ermöglicht.

Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren, einer Sinterunterlage und einem Sintersystem 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.

Gemäß einem ersten Aspekt wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines gesinterten Bauteils mit einem Bauteilrohling, umfassend die Schritte: Sintern des Bauteilrohlings auf einer Sinterunterlage und oszillatorische Anregung der Sinterunterlage und/oder Erzeugen eines Fluidkissens zwischen dem Bauteilrohling und der Sinterunterlage, um einen zwischen dem Bauteilrohling und der Sinterunterlage wirkenden Reibkoeffizienten zu reduzieren, sodass eine durch Schrumpfungsvorgänge bewirkte Verformung des Bauteilrohlings und/oder des Bauteils vermindert wird.

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 die Verformung des Bauteilrohlings während des Sinterns durch die oszillatorische Anregung der Sinterunterlage und/oder durch das Erzeugen des Fluidkissens vermindert werden kann.

Unter einem mittels der oszillatorischen Anregung der Sinterunterlage und/oder einem mit dem Fluidkissen 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 während des Sinterns und der Sinterunterlage, sodass die Verformung des fertiggestellten Bauteils vermindert bzw. beseitigt ist. Das Verfahren ist zur Herstellung eines gesinterten Bauteils mit einem Bauteilrohling vorgesehen. Die Herstellung des gesinterten Bauteils mit dem Bauteilrohling kann bedeuten, dass das gesinterte Bauteil aus dem Bauteilrohling hergestellt wird.

Das Verfahren umfasst den Schritt: Sintern des Bauteilrohlings auf einer Sinterunterlage. Das Verfahren kann auch zur Herstellung von zwei oder mehr Bauteilen aus zwei oder mehr Bauteilrohlingen vorgesehen sein.

Die Sinterunterlage weist im bestimmungsgemäßen Betrieb vorzugsweise eine horizontale Auflagefläche an einer Oberfläche auf, auf der der Bauteilrohling angeordnet werden kann. Der Bauteilrohling wird während des Sinterns in der Regel in kurzer Zeit auf eine Temperatur nahe dem Schmelzpunkt des Materials oder bis zum Schmelzpunkt eines Materials eines Materialverbunds 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.

Das Sintern kann unter anderem ein Anordnen der Sinterunterlage mit dem Bauteilrohling innerhalb einer Sintervorrichtung, beispielsweise einem Sinterofen, umfassen. Alternativ kann der Bauteilrohling auf der Sinterunterlage innerhalb der Sintervorrichtung angeordnet werden.

Ferner umfasst das Verfahren den Schritt: oszillatorische Anregung der Sinterunterlage, um den zwischen dem Bauteilrohling und der Sinterunterlage wirkenden Reibkoeffizienten zu reduzieren, sodass die durch Schrumpfungsvorgänge bewirkte Verformung des Bauteilrohlings vermindert wird.

Unter einer oszillatorischen Anregung der Sinterunterlage ist insbesondere zu verstehen, dass die Sinterunterlage derart beeinflusst wird, das diese schwingt. Es handelt sich somit insbesondere um eine fremderregte Schwingung der Sinterunterlage. Die Erfinder haben herausgefunden, dass der Reibkoeffizient zwischen Sinterunterlage und Bauteilrohling vermindert ist, wenn die Sinterunterlage schwingt, insbesondere mit einer hochfrequenten Schwingung, beispielsweise einer Ultraschallschwingung. Es ist insbesondere bevorzugt, dass eine Oszillationsgeschwindigkeit der Sinterunterlage, die mit einer Amplitude und einer Frequenz zu ermitteln ist, größer ist als eine Gleitgeschwindigkeit des Bauteils auf der Sinterunterlage. Die Gleitgeschwindigkeit kann auch als eine Schrumpfungsgeschwindigkeit des Bauteilrohlings bezeichnet werden. Es kann bevorzugt sein, dass die oszillatorische Anregung der Sinterunterlage in alle drei Raumrichtungen erfolgt. Insbesondere ist es bevorzugt, dass die oszillatorische Anregung der Sinterunterlage in der Ebene eine Schwingung bewirkt, in der der Bauteilrohling mit der Sinterunterlage einen Stoß ausbildet. Es ist ferner bevorzugt, dass die oszillatorische Anregung eine horizontal ausgerichtete Schwingung bewirkt.

Alternativ oder ergänzend kann das Verfahren den Schritt umfassen: Erzeugen eines Fluidkissens zwischen dem Bauteilrohling und der Sinterunterlage, um den zwischen dem Bauteilrohling und der Sinterunterlage wirkenden Reibkoeffizienten zu reduzieren, sodass die durch Schrumpfungsvorgänge bewirkte Verformung des Bauteilrohlings vermindert wird. Unter einem Fluidkissen ist insbesondere ein zwischen der Sinterunterlage und dem Bauteilrohling wirkendes Fluid zu verstehen. Das Fluid wirkt insbesondere derart, dass die auf die Sinterunterlage wirkende Gewichtskraft des Bauteilrohlings reduziert ist.

Das Fluidkissen kann abschnittsweise oder vollständig zwischen dem Bauteilrohling und der Sinterunterlage wirken. Ferner ist unter einem Fluidkissen eine Einleitung des Fluids zwischen der Sinterunterlage dem Bauteilrohling derart zu verstehen, dass die auf die Sinterunterlage wirkende Gewichtskraft des Bauteilrohlings reduziert ist.

In einer bevorzugten Ausführungsvariante des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Sinterunterlage mittels Ultraschall oszillatorisch angeregt wird. Unter einem Ultraschall ist insbesondere eine Schwingung mit einer Frequenz zwischen 20 kHz bis 10 GHz zu verstehen. Eine oszillatorische Anregung mittels Ultraschall führt zu einer besonders vorteilhaften Reduktion des Reibkoeffizienten zwischen der Sinterunterlage und dem Bauteilrohling.

In einerweiteren bevorzugten Fortbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Sinterunterlage an einer Unterseite und/oder seitlich oszillatorisch angeregt wird. Die Unterseite der Sinterunterlage ist insbesondere die Seite, die im bestimmungsgemäßen Betrieb einer Oberseite, auf der der Bauteilrohling angeordnet wird, gegenüberliegend ist. Unter einer seitlichen oszillatorischen Anregung ist insbesondere eine Anregung an einer die Unterseite und die Oberseite verbindenden Seite, insbesondere einer Vertikalseite, zu verstehen.

Es ist ferner bevorzugt, dass die oszillatorische Anregung an zwei oder mehr Seiten der Sinterunterlage induziert wird. Beispielsweise kann die oszillatorische Anregung von zwei Vertikalseiten erfolgen. Ferner kann die oszillatorische Anregung beispielsweise von der Unterseite und einer oder mehreren Vertikalseiten erfolgen. Es ist bevorzugt, dass die zwei oder mehreren oszillatorischen Anregungen orthogonal zueinander induziert werden.

In einer besonders bevorzugten Fortbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass eine Atmosphäre in der Umgebung der Sinterunterlage derart oszillatorisch angeregt wird, dass die Sinterunterlage mittelbar oszillatorisch angeregt wird. Eine mittelbare oszillatorische Anregung hat den Vorteil, dass keine mechanische Verbindung zu der Sinterunterlage erforderlich ist, um diese oszillatorisch anzuregen. Unter der Atmosphäre ist insbesondere das die Sinterunterlage und das den Bauteilrohling umgebende Gas, beispielsweise innerhalb einer Sintervorrichtung, zu verstehen. Alternativ oder ergänzend kann die Sintervorrichtung als solche oszillatorisch angeregt werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante des Verfahrens ist vorgesehen, dass das Fluidkissen durch ein Leiten eines Fluids durch die Sinterunterlage hindurch erzeugt wird. Durch das Leiten des Fluids durch die Sinterunterlage hindurch wird in vorteilhafter Weise das Fluid zu den Abschnitten geleitet, in denen das Fluid benötigt wird.

Es ist bevorzugt, dass die Sinterunterlage einen fluiddurchlässigen Abschnitt aufweist, durch den das Fluid hindurch geleitet werden kann. Insbesondere ist es bevorzugt, dass der fluiddurchlässige Abschnitt der Sinterunterlage Fluidausgänge an der Oberseite der Sinterunterlage aufweist, an der der Bauteilrohling angeordnet ist beziehungsweise wird.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsvariante des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass das Fluid durch einen porösen Abschnitt der Sinterunterlage geleitet wird. Die Sinterunterlage kann vollständig porös sein. Ergänzend oder alternativ wird das Fluid vorzugsweise durch mindestens einen Fluidkanal, vorzugsweise zwei oder mehr Fluidkanäle, geleitet.

Eine weitere bevorzugte Fortbildung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass das Fluid ein in der Umgebung des Bauteilrohlings einzusetzendes Prozessgas ist. Wenn das Sintern nicht in einem Vakuum erfolgt, befindet sich im Umfeld des Bauteilrohlings ein Prozessgas. Das Prozessgas kann reaktiv oder nicht-reaktiv sein. Das Prozessgas kann beispielsweise Wasserstoff, Argon oder Stickstoff sein.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante des Verfahrens ist vorgesehen, dass eine zweite Sinterunterlage beabstandet und vertikal über der Sinterunterlage angeordnet wird, sodass das Fluid zur Erzeugung des Fluidkissens zur Erzeugung eines zweiten Fluidkissens zwischen der zweiten Sinterunterlage und einem auf der zweiten Sinterunterlage angeordneten Bauteilrohling verwendet wird. Hierfür weist die zweite Sinterunterlage vorzugsweise einen zweiten fluiddurchlässigen Abschnitt, insbesondere einen zweiten porösen Abschnitt und/oder mindestens einen zweiten Fluidkanal, auf. Es kann ferner bevorzugt sein, dass drei oder mehr Sinterunterlagen vertikal beabstandet übereinander angeordnet werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch eine Sinterunterlage zur Verwendung in einem Verfahren nach einer der im Vorherigen beschriebenen Ausführungsvarianten, umfassend einen Grundkörper mit einer Oberseite, einer der Oberseite gegenüberliegend angeordneten Unterseite und mindestens einem fluiddurchlässigen Abschnitt, durch den ein Fluid an die Oberseite leitbar ist, sodass zwischen einem auf der Oberseite angeordneten Bauteilrohling und der Sinterunterlage ein Fluidkissen mit dem Fluid erzeugbar ist.

Es ist bevorzugt, dass der Grundkörper auf der Oberseite eine strukturierte Oberfläche aufweist. Mittels einer strukturierten Oberfläche kann der Reibkoeffizient zwischen der Sinterunterlage und dem Bauteilrohling weiter reduziert werden. In einer bevorzugten Fortbildung der Sinterunterlage ist vorgesehen, dass sich der fluiddurchlässige Abschnitt von der Unterseite zu der Oberseite erstreckt. Insbesondere ist es bevorzugt, dass Austrittsöffnungen des fluiddurchlässigen Abschnitts an der Oberseite münden.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsvariante der Sinterunterlage zeichnet sich dadurch aus, dass der fluiddurchlässige Abschnitt durch einen porösen Abschnitt und/oder durch mindestens einen Fluidkanal ausgebildet wird. Der poröse Abschnitt kann beispielsweise durch ein poröses Material ausgebildet werden. Darüber hinaus kann der poröse Abschnitt mit einer entsprechenden Materialstruktur hergestellt werden, die beispielsweise mit einem additiven Verfahren erzeugbar ist. Darüber hinaus kann es bevorzugt sein, dass der fluiddurchlässige Abschnitt durch zwei oder mehr Fluidkanäle ausgebildet ist.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch ein Sintersystem zur Herstellung eines gesinterten Bauteils mit einem Bauteilrohling, umfassend: eine Sintervorrichtung, die angeordnet und ausgebildet ist, den Bauteilrohling zu sintern, eine Sinterunterlage nach einer der im Vorherigen beschriebenen Ausführungsvarianten, auf der der Bauteilrohling anordenbar ist, und/oder eine Anregungsvorrichtung, die angeordnet und ausgebildet ist, die oder eine Sinterunterlage oszillatorisch anzuregen, um im bestimmungsgemäßen Betrieb einen zwischen dem Bauteilrohling und der Sinterunterlage wirkenden Reibkoeffizienten zu reduzieren, sodass eine durch Schrumpfungsvorgänge bewirkte Verformung des Bauteilrohlings vermindert wird.

Die Sintervorrichtung ist insbesondere zum Erwärmen des Bauteilrohlings auf eine Temperatur unter dem Schmelzpunkt des Materials des Bauteilrohlings ausgebildet. Ergänzend oder alternativ kann die Sintervorrichtung ausgebildet sein, um ein Material eines Materialverbunds des Bauteilrohlings bis zum Schmelzpunkt des Materials zu erwärmen. Ferner kann die Sintervorrichtung eine Druckkammer aufweisen, um das Sintern in einer druckbeaufschlagten Umgebung zu ermöglichen.

Die Anregungsvorrichtung kann ein Konverter sein oder einen Konverter umfassen, der beispielsweise ein elektrisches Signal, insbesondere mit einer Sinusspannung, in eine mechanische Bewegung umwandelt. Die Anregungsvorrichtung kann beispielsweise ein Piezoelement oder eine Schwingspule, auch voice-coil-actuator genannt, umfassen.

Es ist bevorzugt, dass die Anregungsvorrichtung angeordnet und ausgebildet ist, um den Bauteilrohling unmittelbar und/oder mittelbar anzuregen. Für die mittelbare Anregung ist die Anregungsvorrichtung vorzugsweise angeordnet und ausgebildet, um eine Schwingung in eine Atmosphäre im Umfeld des Bauteilrohlings und/oder der Sinterunterlage zu induzieren. Für die unmittelbare Anregung befindet sich die Anregungsvorrichtung vorzugsweise innerhalb der Sintervorrichtung und kontaktiert die Sinterunterlage. Alternativ oder ergänzend kann die Anregungsvorrichtung mit der Sinterunterlage mittels eines Anregungselements koppelbar sein. Die Anregungsvorrichtung induziert die Schwingung vorzugsweise außerhalb der Sintervorrichtung in das Anregungselement, das sich in die Sintervorrichtung hineinerstreckt und die Sinterunterlage kontaktiert. Das Anregungselement kann beispielsweise ein Keramikstab oder ein Keramikrohr sein.

In einer bevorzugten Ausführungsvariante des Sintersystems ist vorgesehen, dass die Anregungsvorrichtung angeordnet und ausgebildet ist, die oszillatorische Anregung an der Unterseite der Sinterunterlage und/oder seitlich an der Sinterunterlage zu induzieren. Spezifische Bauteilgeometrien können unterschiedliche Schwingrichtungen erfordern, um eine optimale Reduktion des Reibkoeffizienten zu ermöglichen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante des Sintersystems ist vorgesehen, dass die Sintervorrichtung einen Sinterraum umfasst, in dem im bestimmungsgemäßen Betrieb der Bauteilrohling gesintert wird, und die Anregungsvorrichtung mit einem Anregungsende in den Sinterraum hineinragt.

Die Anregungsvorrichtung kann beispielsweise einen Keramikstab aufweisen, der sich von einem Anregungsende zu einem äußeren Ende erstreckt, sodass mit dem Anregungsende die Sinterunterlage oszillatorisch angeregt werden kann. Es ist bevorzugt, dass das äußere Ende außerhalb des Sinterraums angeordnet ist, sodass die Anregung des Keramikelements nicht in der anspruchsvollen Umgebung des Sinterraums erfolgt, sondern außerhalb. Insbesondere kann somit beispielsweise die elektrische Anregung des Piezoelements in einer neutralen Atmosphäre erfolgen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante des Sintersystems ist vorgesehen, dass dieses eine Fluidvorrichtung umfasst, die angeordnet und ausgebildet ist, der Sinterunterlage ein Fluid derart bereitzustellen, dass das Fluid durch den fluiddurchlässigen Abschnitt zur Erzeugung des Fluidkissens leitbar ist.

Die Fluidvorrichtung kann beispielsweise ein Keramikrohr aufweisen, das in den Sinterraum hineinragt und dort mit der Sinterunterlage derart fluidisch gekoppelt ist, dass das Fluid durch die Sinterunterlage hindurch zu der Oberseite, an der der Bauteilrohling im bestimmungsgemäßen Betrieb angeordnet ist, gelangt.

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.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden exemplarisch anhand der beiliegenden Figuren erläutert. Es zeigen:

Figur 1 : eine schematische, dreidimensionale Ansicht einer beispielhaften

Ausführungsform eines Sintersystems;

Figur 2: eine schematische, zweidimensionale Ansicht einer beispielhaften

Ausführungsform eines Sintersystems;

Figur 3: eine schematische, zweidimensionale Ansicht einer beispielhaften

Ausführungsform eines Sintersystems;

Figur 4: eine schematische, zweidimensionale Ansicht einer beispielhaften

Ausführungsform eines Sintersystems;

Figur 5: eine schematische, zweidimensionale Darstellung eines

Bauteilrohlings während eines Sinterverfahrens;

Figur 6: eine schematische, dreidimensionale Ansicht einer beispielhaften

Ausführungsform einer Sinterunterlage; und

Figur 7: eine schematische Darstellung eines Verfahrens. In den Figuren sind gleiche beziehungsweise im Wesentlichen funktionsgleiche beziehungsweise -ähnliche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Die Figuren 1 und 2 zeigen ein Sintersystem 1 mit einer Sintervorrichtung 2. Die Sintervorrichtung 2 ist insbesondere als ein Sinterofen mit einem Sinterraum 12 vorgesehen. Innerhalb der Sintervorrichtung 2 ist eine Sinterunterlage 6 angeordnet, auf der ein Bauteilrohling 4 angeordnet ist. Die Anordnung des Bauteilrohlings sowie auch die Form des Bauteilrohlings 4 ist lediglich schematisch. Der Bauteilrohling 4 kann unterschiedlichste Geometrien aufweisen und es können zwei oder mehr Bauteilrohlinge 4 auf der Sinterunterlage 6 angeordnet werden.

Die Sinterunterlage 6 umfasst einen Grundkörper 7 mit einer Oberseite 14, einer der Oberseite 14 gegenüberliegend angeordneten Unterseite 15 und mindestens einen fluiddurchlässigen Abschnitt 21. Der fluiddurchlässige Abschnitt 21 wird durch eine Vielzahl an Fluidkanälen 22 ausgebildet. Durch den fluiddurchlässigen Abschnitt 21 ist ein Fluid an die Oberseite 14 leitbar, sodass zwischen dem auf der Oberseite 14 angeordneten Bauteilrohling 4 und der Sinterunterlage 6 ein Fluidkissen 24 mit dem Fluid erzeugbar ist.

Ferner umfasst das Sintersystem 1 eine Anregungsvorrichtung 8, die angeordnet und ausgebildet ist, die Sinterunterlage 6 oszillatorisch anzuregen, um im bestimmungsgemäßen Betrieb einen zwischen dem Bauteilrohling 4 und der Sinterunterlage 6 wirkenden Reibkoeffizient zu reduzieren, sodass eine durch Schrumpfungsvorgänge bewirkte Verformung des Bauteilrohlings 4 vermindert ist. In Figur 1 ist gezeigt, dass die Anregungsvorrichtung 8 ein Anregungselement 10 aufweist, mit dem die Anregungsvorrichtung 8 mit der Sinterunterlage 6 gekoppelt ist. Das Anregungselement 10 kann beispielsweise ein Keramikstab sein.

Ferner umfasst das Sintersystem 1 eine Fluidvorrichtung 18, die angeordnet und ausgebildet ist, der Sinterunterlage 6 Fluid derart bereitzustellen, dass das Fluid durch den fluiddurchlässigen Abschnitt 21 zur Erzeugung des Fluidkissens 24 leitbar ist. Hierfür ist die Fluidvorrichtung 18 mit der Sinterunterlage 6 fluidisch mit der Fluidführung 20 gekoppelt.

In Figur 3 ist ein Sintersystem 1 mit einer Sinterunterlage 6 und einem auf der Sinterunterlage 6 angeordneten Bauteilrohling 4 gezeigt, wobei das Sintersystem 1 die Anregungsvorrichtung 8 aufweist. Die Anregungsvorrichtung 8 ist angeordnet und ausgebildet, die oszillatorische Anregung seitlich an der Sinterunterlage 6 zu induzieren.

In Figur 4 ist eine anderweitige Anordnung der Anregungsvorrichtung 8 gezeigt. Die Anregungsvorrichtung 8 ist angeordnet und ausgebildet, um die oszillatorische Anregung an der Unterseite 15 der Sinterunterlage 6 zu induzieren.

Figur 5 zeigt die unterschiedlichen Bewegungen, die an der Sinterunterlage 6 und an dem Bauteilrohling 4 während des Sinterns und der oszillatorische Anregung entstehen. Aufgrund der im Vorherigen beschriebenen Schrumpfungsvorgänge wirken an dem Bauteilrohling 4 die erste und zweite horizontale Schrumpfungsbewegung 26, 28. Ferner wirkt eine vertikale

Schrumpfungsbewegung 30.

Die horizontalen Schrumpfungsbewegungen 26, 28 bewirken Verformungen des Bauteilrohlings 4 während des Sinterns, da die zwischen dem Bauteilrohling 4 und der Sinterunterlage 6 wirkenden Reibkräfte diesen Schrumpfungsbewegungen 26, 28 entgegenwirken, sodass die Schrumpfungsbewegungen 26, 28 in einem Abschnitt benachbart zu der Sinterunterlage 6 geringer sind als in einem Bereich, der der Sinterunterlage 6 abgewandt ist, beispielsweise im oberen Bereich.

Durch die oszillatorische Anregung der Sinterunterlage 6 bewegt sich diese mit der Oszillationsbewegung 32. Durch die Oszillationsbewegung 32 wird der zwischen dem Bauteilrohling 4 und der Sinterunterlage 6 wirkende Reibkoeffizient reduziert, sodass eine durch Schrumpfungsvorgänge bewirkte Verformung des Bauteilrohlings 4 vermindert wird.

In Figur 6 ist die Sinterunterlage 6 mit einer strukturierten Oberfläche 34 auf der Oberseite 14 gezeigt. Eine derartige strukturierte Oberfläche 34 kann den Reibkoeffizienten zwischen der Sinterunterlage 6 und dem Bauteilrohling 4 weiter reduzieren.

Figur 7 zeigt ein schematisches Verfahren. In Schritt 100 wird der Bauteilrohling 4 auf der Sinterunterlage 6 gesintert. Parallel zu dem Sintern des Bauteilrohlings 4 erfolgt eine oszillatorische Anregung in Schritt 102. Die oszillatorische Anregung betrifft die Sinterunterlage 6. Ebenfalls vorzugsweise parallel zu Schritt 100 erfolgt in Schritt 104 das Erzeugen eines Fluidkissens 24 zwischen dem Bauteilrohling 4 und der Sinterunterlage 6.

Mit dem im Vorherigen beschriebenen Verfahren und dem entsprechenden Sintersystem 1 kann die Verformung eines zu sinternden Bauteilrohlings 4 während des Sinterns vermindert oder vermieden werden. Insbesondere die zwei sich überlagernden Wirkungen eines Fluidkissens 24 und der oszillatorischen Anregung reduzieren diese Verformung in besonders vorteilhafter Weise, da der Reibkoeffizient zwischen der Sinterunterlage 6 und dem Bauteilrohling 4 überproportional reduziert wird.

BEZUGSZEICHEN

1 Sintersystem

2 Sintervorrichtung

4 Bauteilrohling

6 Sinterunterlage

7 Grundkörper

8 Anregungsvorrichtung

10 Anregungselement

12 Sinterraum

14 Oberseite

15 Unterseite

16 Anregungsende

18 Fluidvorrichtung

20 Fluidführung

21 fluiddurchlässiger Abschnitt

22 Fluidkanal

24 Fluidkissen

26 erste horizontale Schrumpfungsbewegung

28 zweite horizontale Schrumpfungsbewegung

30 vertikale Schrumpfungsbewegung

32 Oszillationsbewegung

34 strukturierte Oberfläche