Begriff und Geometrie
Unter Kugeln versteht man im werkstofftechnischen Kontext meist nahezu perfekt sphärische Körper mit definiertem Durchmesser, die als Funktions- oder Prüfelemente eingesetzt werden. Charakteristisch sind enge Toleranzen hinsichtlich Rundheit, Oberflächenrauheit und Maßhaltigkeit, da bereits geringe Abweichungen die tribologischen Eigenschaften stark beeinflussen.

Werkstoffe und Herstellverfahren
Technische Kugeln werden überwiegend aus Wälzlagerstählen (z.B. 100Cr6), rostfreien Stählen, Hartstoffen (Si₃N₄, ZrO₂, Al₂O₃), Gläsern, Polymeren oder Verbunden gefertigt. Die Herstellung umfasst typischerweise Kalt- oder Warmumformung (Scheren, Kaltstauchen), gefolgt von Wärmebehandlung, Schleifen und Läppen/Polieren. Für Keramik- und Hartmetallkugeln werden Pulvertechnologie und Sintern eingesetzt, oft mit nachfolgendem Präzisionsschleifen.

Funktionelle Anforderungen
Wesentliche Kenngrößen sind Härte, Verschleißbeständigkeit, Kontaktermüdungsfestigkeit (Hertz’sche Pressung), Korrosionsbeständigkeit und Maßstabilität. In Hochgeschwindigkeits- und Präzisionsanwendungen (z.B. Hybridwälzlager) sind zudem Dichte, Thermoschockbeständigkeit und elektrische Isolationsfähigkeit relevant. Oberflächenfehler, Einschlüsse und Randentkohlung wirken sich unmittelbar auf die Lebensdauer unter rollender Belastung aus.

Anwendungsfelder
Kugeln sind zentrale Elemente in Wälzlagern, Kugelgewindetrieben, Rückschlagventilen, Kugelkopfgelenken, Dosiersystemen sowie als Kalibrier- und Prüfkörper in der Messtechnik (z.B. Kugelindenter bei Härteprüfungen). In der Mikrosystemtechnik finden Mikro- und Nanokugeln Anwendung als Abstandshalter, Füllstoffe oder funktionalisierbare Trägerpartikel.

Charakterisierung
Die Qualität wird über optische und taktile Rundheitsmessung, Profilometrie, Härteprüfung, Röntgen- und Ultraschalluntersuchungen zur Detektion innerer Defekte sowie tribologische Prüfstände bewertet. Normen (z.B. ISO 3290) definieren Toleranzklassen für Durchmesser, Form- und Oberflächengüte technischer Kugeln.