Bulkverfahren

Bulkverfahren bezeichnet in der Verfahrenstechnik und Werkstoffkunde Verfahren, bei denen Veränderungen im Volumen des Materials stattfinden. Im Gegensatz zu Oberflächen- oder Dünnschichtverfahren werden Strukturen, Dichte und Eigenschaften des Bauteils maßgeblich durch Prozesse im Bulk bestimmt. Bulkverfahren zielen darauf ab, das Material als Ganzes zu formen, zu verbinden oder zu verdichten, sodass sich die mechanischen Eigenschaften im gesamten Volumen auswirken.

Zu den wichtigsten Bulkprozessen zählen Gießen, Schmieden, Walzen, Strangpressen, Extrudieren und Pressen. Zusätzlich gehören Densifizierungs- und Gefügeänderungsverfahren wie Sintern und Heißisostatisches Pressen. In der Pulvermetallurgie wird ein Pulver verdichtet und anschließend gesintert, um ein dichtes Bauteil zu erzeugen. Auch viele Kunststoff-Formgebungsverfahren, wie Spritzgießen und Kalanderung, können als Bulkprozesse betrachtet werden, da das Bauteil in der Regel im Volumen geformt wird.

Anwendungsgebiete umfassen Maschinen- und Fahrzeugbau, Luft- und Raumfahrt, Keramik- und Glasindustrie sowie Kunststofftechnik. Geeignete Werkstoffe sind Metalle, Keramiken, Polymere und Verbundwerkstoffe; das Ziel ist eine maximale Dichte und eine gleichmäßige Gefügestruktur im Bauteil.

Vorteile von Bulkverfahren liegen in hoher Festigkeit, homogener Materialstruktur und der Möglichkeit, große Bauteile herzustellen. Nachteile sind oft hoher Energie- und Werkzeugbedarf, Kosten für Formwerkzeuge, Porosität oder Restspannungen sowie Einschränkungen bei der Geometrie feiner Merkmale.

Der Begriff wird in der Materialkunde oft gegenüber Oberflächen- oder Dünnfilmverfahren abgegrenzt.