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FAST/SPS-Sinterpressen – Das Prinzip

  • Beim FAST/SPS-Sintern fließt der Strom direkt durch die Sinterform oder bei leitenden Materialien auch durch das Sintergut
  • Der elektrische Widerstand der Form und des Sinterguts bewirkt eine schnelle Erwärmung. Dies nennt man auch Joule´sche Erwärmung
  • Temperatur entsteht nur dort, wo sie tatsächlich benötigt wird
  • Die Sinterzyklen werden drastisch verkürzt, da keine Ofenatmosphäre aufgeheizt werden muss
  • Die kurzen Sinterzyklen bewirken deutlich verringertes Kornwachstum und eine verbesserte Mikrostruktur des Sintermaterials
  • Das geringe Kornwachstum bewirkt, dass z.B. Nanomaterialien auch nach dem Sintern noch nano sind
  • Die Verwendung einer Sinterform aus Grafit, Stahl oder TZM ist prinzipiell möglich
  • Es kann mit losem Pulver oder mit kalt vorgepressten Grünlingen gearbeitet werden
  • Im Vergleich zu konventionellen Öfen wird die Produktivität teils erheblich gesteigert, während die Sinter-Stückkosten gesenkt werden
  • Das schnelle Sintern erlaubt neue Materialkombinationen, da zwischen Materialschichten eine Weichphase gebildet werden kann, welche eine Verbindung erzeugt. 
    So lassen sich z.B. FGMs (Functionally Graded Materials) herstellen und Materialien mit Trägerkörpern verbinden 
  • Während des Sintervorgangs wird in der Regel ein Vakuum erzeugt und die Sinterkammer kann gleichzeitig mit Schutzgas gespült werden
  • Dr. Fritsch FAST/SPS-Pressen sind standardmäßig mit einem Vakuum von 20mbar ausgestattet, optional sind auch 0,05mbar erhältlich
  • Die Temperaturmessung erfolgt entweder kontaktlos mit Pyrometer, oder, im niedrigeren Temperaturbereich, auch über Thermoelemente
  • Zur Vermeidung von Übertemperaturen können Dr. Fritsch FAST/SPS-Sinterpressen den jeweils höchsten von drei Temperaturmesswerten zur Regelung heranziehen    

Das "International Powder Metallurgy Directory" (01/2012) veröffentlichte einen Beitrag von Prof. Kieback, damals Direktor des Fraunhofer IFAM (Dresden). In dem Beitrag wird FAST/SPS verglichen, ob es einen Unterschied zwischen FAST/SPS-Sintern mit gepulstem Strom  und mit ungepulstem Strom gibt. Man kommt zu dem interessanten Ergebnis, dass es keinen wesentlichen Unterschied zwischen den gepulsten und ungepulsten FAST/SPS-Verfahren gibt. Nur die kurzen Sinterzyklen, schnellen Aufheizraten und niedrigeren Sintertemperaturen sind für die Sinterergebnisse relevant.
Für Dr. Fritsch war auch das wieder eine Bestätigung, auf das unnötige und teure Pulsen des Stromes zu verzichten.