Der Einsatz von technischer Keramik ist vielfältig. Entscheidend für ihren erfolgreichen Einsatz ist die Materialzusammensetzung und die exakte Einhaltung der Rezeptur. Die grammgenaue Zugabe gewährleisten Dosieranlagen von AZO. Sie ermöglichen unter anderem die Kontrolle der Qualität und auch die Rückverfolgbarkeit – für viele Branchen von enormer Bedeutung.

Sie ist überall. Ihre Einsatzfelder reichen von Autokatalysatoren, über künstliche Gelenke, hochwertige Dichtungen bis zu den Widerständen in jedem Mobiltelephon. Die Rede ist von technischer Keramik. Die dafür verwendeten Materialien sind in der Herstellung sehr fordernd. Der Aufwand für eine gute, also qualitativ stimmige, Produktion wird trotzdem betrieben, weil das Ergebnis für sich spricht.
Die Liste der positiven Eigenschaften von technischer Keramik ist lang – und somit sind auch die Anwendungsmöglichkeiten vielfältig. So ist technische Keramik glatt und praktisch anhaftungsfrei. Sie ist damit hygienisch und für die medizinische Verwendung geeignet. Zum Einsatz kommt sie auch als hochwertiger Dichtungsring, bspw. in heimischen Wasserarmaturen. Weitere Eigenschaften, die die technische Keramik für den Einsatz in anderen Anwendungen qualifiziert: Technische Keramik ist ein guter Isolator, aber ein schlechter Wärmeleiter. Sie ist darüber hinaus langlebig und sogar nachhaltig, da sie aus natürlichen Materialien besteht und keine Belastung für die Umwelt darstellt.
Der Vollständigkeit halber sei hier gesagt, dass die technische Keramik bei allen positiven Eigenschaften natürlich auch negative hat. Die aufwendige Verarbeitung und die daraus resultierenden hohen Kosten zählen mit Sicherheit dazu. Ein weiterer Nachteil: Technische Keramik ist zwar sehr hart und widerstandfähig, dafür aber sehr stoßempfindlich. Die Handhabung und auch die Logistik von Teilen aus Keramik stellen demnach besondere Ansprüche.

Das Zünglein an der Waage
In der Herstellung besteht technische Keramik aus bis zu 15 oder mehr Komponenten. Die Materialzusammensetzung bestimmt die Eigenschaften. Nur die grammgenaue Zusammensetzung gewährleistet, dass das Endprodukt letztendlich wirklich die gewünschten Eigenschaften hat. Beispielsweise muss bei einem KFZ-Katalysator die Wabengröße stimmen und auch die Dicke der Wände zwischen den Waben. Bei einer Abweichung kann es sein, dass die Wabenwände bei der Extrusion instabil werden und dadurch Ausschuss produziert wird. Mit unangenehmen, sicherlich teuren Konsequenzen. Wichtig ist also, dass exakt die Menge zugeführt wird, die benötigt wird, um die optimale Mischung zu erhalten.
Damit die Zufuhr eines bestimmten Stoffs nicht manuell veranlasst werden muss, sondern automatisiert erfolgt, kommen AZO-Dosieranlagen zum Einsatz. Für die grammgenaue Zufuhr ist der Schneckendosierer Azodos zuständig, den es dem Anwendungsfall entsprechend in verschiedenen Ausführungen gibt. Die Dosieranlagen sind zugeschnitten auf Material und Menge. Dosieranlagen von AZO stellen in der Produktion aber nicht nur die Zufuhr sicher. Sie sorgen auch dafür, dass der Nachschub stimmt. Das benötigte Material wird außerdem gelagert und während des Produktionsprozesses gesiebt. Im Lauf des Prozesses werden zur Qualitätssicherung Proben aus dem Material genommen. Sollte sich dabei herausstellen, dass das Material z. B. noch zu grob, und damit noch nicht als Material für technische Keramik geeignet ist, wird ein erneuter Siebvorgang veranlasst. Erst wenn das Ergebnis der Prüfung zufriedenstellend ist, wird das Material der weiteren Produktion zugeführt.

Sicherheit
In manchen Branchen, z. B. im Automobilbau, aber auch in der Pharmaindustrie, sind die Faktoren Rückverfolgbarkeit und Dokumentierbarkeit von großer Bedeutung. Für jede Charge muss genau nachvollzogen werden können, was wann und wo sie produziert wurde, falls Rückrufaktionen oder andere Maßnahmen nötig sind.
Und sobald staubexplosive Materialien im Spiel sind spielt das Thema Explosionsschutz eine große Rolle. Niemand kann es sich leisten, dass ihm die Anlage um die Ohren fliegt. Nicht aus materieller Sicht, angesichts der anfallenden Reparatur- und Ausfallkosten, und schon gar nicht aus Sicht des Mitarbeiterschutzes. Dass die ATEX-Richtlinien, die den Nachweis einer explosionsgeschützten Produktion regeln, eingehalten werden, muss letztendlich der Betreiber nachweisen. Einen nicht unerheblichen Anteil am Erwerb dieses Nachweises hat natürlich der Erbauer einer Anlage.

Anlagenschutz und Verschleiß
Ein Aspekt, der beim Thema Technische Keramik in jedem Fall zu beachten ist, ist der Verschleiß. Dieser ist bei den verwendeten rauen Materialien eine echte Herausforderung. Die geschätzte Eigenschaft der Härte des Endprodukts verlangt im Produktionsprozess große Beachtung. Die regelmäßige Wartung und der damit verbundene Austausch von Verschleißteilen ist unverzichtbar, will der Anwender seine Anlage erhalten.
Zum Schutz der Anlage, bspw. zum Wandschutz in Metallbehältern, die auf den ersten Blick nicht von Verschleiß betroffen sind, wird häufig Keramik eingesetzt. Trifft nämlich über längere Zeit einströmendes Material, wie etwa Quarzsand, auf die Behälterwand, kann sich auch dort ein Loch bilden. Als Schutz wird dann dort eine Schutzschicht aus Keramik aufgebracht. „Diese ist hochwertig und deshalb auch richtig teuer“, sagt Axel Bangert, Head of Sales bei AZO Chem. Um den Verschleiß gering zu halten werden Keramikteile aber trotzdem häufig verbaut – auch von AZO. „Auch im Anlagenbau leistet Keramik sehr gute Dienste“, so Bangert weiter.
Die Kosten für eine Reparatur im Schadensfall, einschließlich der Ausfallzeit der Anlage, wären deutlich höher als die Investition. Eine Anlage, in der Materialien für Keramik verarbeitet werden, muss also nicht zwangsläufig eine kürzere Lebensdauer haben. Bei entsprechender Pflege läuft sie nicht kürzer als andere Anlagen. Manche Anlage läuft seit 15 Jahren, so die Erfahrung aus Osterburken.

Proof of Concept
In einem kürzlich durchgeführten Auftrag bestand die Forderung, 25 Rezepturen aus 20 Rohstoffen zusammenzustellen. Dabei handelte es sich sowohl um Großkomponenten (bis zu 200 kg) als auch um Kleinkomponenten (0,5 kg–10 kg). Die Genauigkeiten mussten besser 0,5 % des Komponentengewichts sein.
Die Zusammenstellung der Rezeptur durchlief folgende Schritte: Zunächst wurden die Rohstoffe in Sackware oder Big Bags angeliefert. Entsprechende Aufgaben förderten sie auf einen AZO-Componenter, unter dem ein sogenannter Batchtainer auf einer fahrbaren Waage entlang fuhr und entsprechend der Rezeptur die Komponenten einsammelte. Dosierorgane bzw. Dosiergeräte stellten die erforderliche Grammgenauigkeit sicher. Eine Rollenbahn transportierte den Batchtainer über einen Mischer und entleerte diesen automatisch. Während des Mischprozesses erfolgte die Zugabe von zwei Flüssigkeiten. Nach Abschluss des Mischvorgangs gelangte das Produkt dann zur Verarbeitung in die Verarbeitungsmaschine.
Sämtliche Prozesse in der Anlage werden über eine AZO Steuerung gesteuert: Von der Rohstofferfassung über die Rezeptur- und Auftragsverwaltung bis hin zur Nachverfolgung und Dokumentierung. Der Betreiber ist mit der Leistung und dem Ergebnis absolut zufrieden: Sehr gute gleichbleibende Qualität. Es lässt sich jetzt schon sagen, dass die neue Anlage in allen Bereichen erhebliche Einsparungen gebracht hat.

Fazit
Eine neue Dosieranlage ist natürlich mit Kosten verbunden, die sich für jeden Unternehmer auch wirtschaftlich rechnen sollen. Deshalb benötigt er gute Gründe, die ihn davon überzeugen, seine Herstellungsprozesse zu verändern.
Das sind:

• Gewährleistete Rezepturtreue
• Kontrollierte Qualität mit geringen Ausschussmengen
• Rückverfolgbarkeit zu jedem Zeitpunkt, ­Dokumentierbarkeit
• Sicherer Explosionsschutz, insbesondere Erfüllung der ATEX-Richtlinien
• Hohe Anlagenverfügbarkeit, da die ­Anlagenbeschaffenheit auf die verwendeten Materialien zugeschnitten ist.

Entscheidende Kriterien sind also Genauigkeit, Zeit und Sicherheit. Diese drei Faktoren gilt es, unter einen Hut zu bringen. Eine Herausforderung, aber keine unlösbare Aufgabe. Dafür, dass der Hut richtig sitzt, sorgt unter anderem das Leitsystem Kastor. Es überwacht den Gesamtprozess. Das Zusammenspiel aller beteiligten Faktoren macht ein erfolgreiches Projekt aus. Dazu gehört eine funktionierende Anlage, die ihre Aufgabe erfüllt – zuverlässig und sicher.

AZO-Dosieranlagen auf einen Blick
• Exakte Rezepturtreue, da je nach Branche engste Toleranzgrenzen eingehalten werden müssen
• Überwachte Produktqualität durch Probennahme im Produktionsprozess
• Sicherer Explosionsschutz, insbesondere Erfüllung der ATEX-Richtlinien
• Rückverfolgbarkeit und Dokumentierbarkeit; zu jedem Zeitpunkt
• Hohe Anlagenverfügbarkeit
• Bedienerschutz
• Saubere Produktion