Metallpulverspritzguss und Presssintern werden im deutschsprachigen Raum häufiger verwechselt als jedes andere Verfahrenspaar. Beide gehen von Metallpulver aus, beide sintern, beide liefern endkonturnahe Kleinteile in Serie. Der Unterschied liegt in einem einzigen Schritt: wie das Pulver in Form gebracht wird.
Beim Presssintern wird trockenes, pressfähiges Pulver in einer Matrize zwischen Ober- und Unterstempel verdichtet. Beim Metallpulverspritzguss wird das Pulver mit einem Bindersystem zu einem fließfähigen Feedstock aufbereitet und wie ein Thermoplast eingespritzt; der Binder wird anschließend entfernt.
Aus dieser einen Differenz folgt alles Weitere — Geometriefreiheit, Dichte, Toleranz und Kosten.
Die beiden Verfahren im Profil
| MIM | Presssintern | |
|---|---|---|
| Formgebung | Spritzguss eines Pulver-Binder-Feedstocks | Verdichtung trockenen Pulvers in der Matrize |
| Geometriefreiheit | dreidimensional, quer zur Formrichtung möglich | im Wesentlichen entlang der Pressrichtung, mit Mehrstempeltechnik mehrstufig |
| Erreichbare Dichte | 95 – 98 % der theoretischen Dichte | typisch 85 – 92 %, mit optimierten Legierungen bis rund 93 % |
| Maßgenauigkeit | ±0,3 % vom Nennmaß, eng ±0,1 % auf einem Maß | Standard etwa IT 12, kalibrierte Maße IT 8 bis IT 7 |
| Typische Bauteilmasse | 0,5 – 50 g, umgesetzt bis über 500 g | wenige Gramm bis mehrere Kilogramm |
| Wandstärke | 1 – 6 mm | pressabhängig, dünne Querschnitte quer zur Pressrichtung kritisch |
| Werkstoffnorm | MPIF Standard 35, ISO 22068 | MPIF Standard 35-SP, DIN 30910 (SINT-Klassen) |
| Kostenstruktur | hohe Feedstock- und Werkzeugkosten, niedrige Bearbeitungskosten | niedrige Material- und Prozesskosten, Nachbearbeitung je nach Geometrie |
Ein Hinweis zur Zeile Maßgenauigkeit: Sie ist der einzige Punkt, an dem das Presssintern die klarere Sprache spricht. Für PM-Strukturteile werden IT-Grade regelmäßig angegeben und mit Prozessfähigkeit hinterlegt. Für MIM existiert kein solcher Bezug — weder EPMA noch MIMA noch ISO 22068 stellen eine Verbindung zu ISO 286 oder ISO 2768 her. Wer für ein MIM-Teil einen IT-Grad fordert, fordert eine Angabe, die das Verfahren nicht führt.
Wo Presssintern klar gewinnt
Bei pressbarer Geometrie. Eine Buchse, ein Ring, ein Stirnrad mit gerader Verzahnung, eine Scheibe mit Absatz: alles, was sich in einer Richtung verdichten und in derselben Richtung auswerfen lässt. Die Zykluszeiten liegen bei Bruchteilen einer Sekunde pro Teil, das Pulver ist deutlich günstiger als MIM-Feedstock, und es gibt keinen Entbinderungsschritt.
Wenn Porosität die Funktion ist. Sinterlager mit Ölimprägnierung, Filter, Dämpfungselemente: Die Restporosität ist hier kein Zugeständnis, sondern der Zweck. MIM kann das prinzipbedingt nicht liefern, weil es auf hohe Dichte hin ausgelegt ist.
Bei größeren Bauteilen mit einfacher Geometrie. Mit der Masse steigt der Pulveranteil an den Teilekosten, und Presssintern bleibt bis in den Kilogrammbereich wirtschaftlich. Eine harte Massegrenze für MIM gibt es nicht — wir haben Teile über 500 g in Serie umgesetzt —, aber sie muss dann über die Geometrie verdient werden.
Wo MIM klar gewinnt
Bei Geometrie quer zur Pressrichtung. Jede Querbohrung, jeder Hinterschnitt, jede seitliche Nut, die im Presssintern spanend nachgearbeitet werden müsste, ist im MIM eine Werkzeugentscheidung ohne Folgekosten je Teil. Das ist der wirtschaftlich wichtigste Unterschied: Der Vergleich lautet nicht Rohteil gegen Rohteil, sondern gesintertes MIM-Teil gegen gesintertes Pressteil plus dessen Nachbearbeitung.
Bei hoher Dichte. Die Lücke zwischen rund 90 und 95 bis 98 Prozent theoretischer Dichte ist kein Detail. Sie wirkt auf Zugfestigkeit, vor allem aber auf Dauerfestigkeit und Korrosionsverhalten — Porosität ist eine offene Oberfläche, an der Korrosion angreift, und eine Kerbe, an der Risse beginnen.
Bei Korrosionsbeständigkeit. Ein gesinterter Edelstahl mit zehn Prozent offener Porosität ist kein korrosionsbeständiges Bauteil, unabhängig von der Legierung. Für Medizintechnik, Lebensmittelkontakt und Außenanwendungen ist das der ausschlaggebende Punkt.
Bei sehr kleinen und filigranen Teilen. Unterhalb weniger Gramm wird die Matrizenfüllung zum begrenzenden Faktor: Das Pulver muss gleichmäßig in die Kavität rieseln, und feine Konturen füllen sich nicht zuverlässig. Der Feedstock im MIM fließt.
Die ehrliche Entscheidungsfrage
Sie lautet nicht „welches Verfahren ist besser", sondern:
Beides lässt sich beziffern. Für die erste Hälfte zählt man die Merkmale, die quer zur Pressrichtung liegen, und rechnet die Bearbeitungszeit dafür. Für die zweite Hälfte prüft man, ob Dauerfestigkeit, Korrosion oder Dichtheit im Lastenheft stehen. Stehen sie nicht drin, ist die höhere Dichte nichts wert und Presssintern gewinnt fast immer.
Vier typische Bauteile
| Bauteil | Meist besser | Begründung |
|---|---|---|
| Sinterlagerbuchse mit Ölfüllung | Presssintern | die Porosität ist die Funktion; MIM kann sie nicht liefern |
| Gerades Stirnrad, 20 mm, ohne Querbohrung | Presssintern | vollständig pressbar, keine Nachbearbeitung, deutlich günstiger |
| Kleines Zahnrad mit Nabe, Querbohrung und seitlicher Nut | MIM | drei Merkmale quer zur Pressrichtung; im Pressteil drei Bearbeitungsschritte |
| Verriegelungsteil aus 17-4 PH, korrosionsbeständig, 15 g | MIM | Dichte und Korrosionsbeständigkeit sind Anforderung, nicht Nebenwirkung |
Die Qualitätsrisiken unterscheiden sich
| Risikobereich | MIM | Presssintern |
|---|---|---|
| Dichte | gleichmäßige Sinterschwindung, Feedstock-Chargenstabilität | Dichtegradient über die Presshöhe |
| Maßhaltigkeit | Schwindungskompensation, Auflage, Orientierung im Ofen | Werkzeugverschleiß, Kalibrieren, Prägen |
| Risse | Entbinderungsspannung, Handhabung des Grünlings | Grünfestigkeit, Auswerferspannung |
| Prüfschwerpunkt | kritische Maße, Dichte, Härte, Oberflächenzustand | Maße, Dichte, Porosität, gegebenenfalls Ölgehalt |
Der Dichtegradient beim Pressen ist der Punkt, der in der Konstruktion am häufigsten übersehen wird: Die Verdichtung nimmt mit dem Abstand vom Stempel ab. Bei hohen, schlanken Teilen führt das zu unterschiedlicher Festigkeit über die Bauteilhöhe. Beim MIM gibt es diesen Gradienten nicht, dafür eine richtungsabhängige Schwindung.
Was wir für eine belastbare Aussage brauchen
Zeichnung und 3D-Modell, die Liste der Merkmale quer zur Hauptachse, die Dichteanforderung oder ersatzweise die Funktion, aus der sie folgt, den Werkstoff mit Zustand, Jahresbedarf und die heutige Fertigungsroute mit allen Nachbearbeitungsschritten.
Unser Ansatz
Wenn ein Bauteil vollständig pressbar ist und keine Dichteanforderung mitbringt, empfehlen wir Presssintern und sagen das offen. Wir vertreiben kein Verfahren, sondern eine Entscheidung. Liegt das Bauteil im Überschneidungsbereich, rechnen wir die Nachbearbeitung des Pressteils gegen den MIM-Stückpreis und legen beide Seiten offen.
Weiterlesen
- MIM vs. Feinguss vs. Zerspanung — der Vergleich mit den schmelzmetallurgischen Verfahren.
- Dichte, Porosität und HIP — was hinter dem Dichteunterschied steckt.
- Checkliste MIM-Eignung — die Vorprüfung in zehn Kriterien.