Konstruieren

7.6 Zusammenfassung wichtiger Leitideen

• Das Konstruieren mit keramischen Werkstoffen erfordert eine grundlegend andere Vorgehensweise als bei Konstruktion mit Metall. Es sind andere Konstruktionsprinzipien, Berechnungs- und Fügeverfahren anzuwenden.

• Bei der Integration keramischer Bauteile in ein metallisches System ergeben sich Forderungen an das keramische Bauteil, an die Konstruktionsumgebung und an die Verbindung zwischen beiden. Oftmals ist ein Kompromiss notwendig, der auch zu Änderungen am metallischen System führt.

• Das Kopieren eines Metallteils bzw. die zeichnungsgenaue Umsetzung in Keramik führt in der Regel nicht zum Erfolg.

• Die Vorteile der Keramik für das System sind weitestgehend zu nutzen und die Schwächen möglichst zu umgehen bzw. ungünstige Beanspruchung zu minimieren.

• Als Folge der chemischen Bindungsverhältnisse, welche die hohe Härte bedingen, sind bei keramischen Werkstoffen im Unterschied zur Konstruktion mit Metall zu beachten:

  • Sprödigkeit,
  • Risse und Risswachstum im Werkstoff,
  • starke Streuung der Festigkeitswerte,
  • geringe Zugfestigkeit,
  • eingeschränkte Formenvielfalt und
  • größere Toleranzen nicht nachbearbeiteter Bauteile.
     

• Eine Nachbearbeitung ist üblicherweise zeit- und kostenintensiv und deshalb zu vermeiden, zumindest aber stark zu reduzieren.

• Die Zusammenarbeit mit dem Keramikhersteller ist sehr eng zu gestalten, da die Aufgabenstellung einer wirtschaftlichen und technologischen Realisierung bei Keramik noch anspruchsvoller ist als bei Metallen oder Kunststoff.

Ein Indikator für Kosten ist der Schwierigkeitsgrad der Anforderungen an ein keramisches Bauteil. Dieser kann in fünf Stufen eingeteilt werden. Für ein kostengünstiges Produkt ist daher auch ein geringer Schwierigkeitsgrad anzustreben.