Vorteile des 3D Drucks mit Keramik

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3D Druck Keramik

Ein 3D-Druck erfolgt nicht nur im Bereich der Metalle und Kunststoffe, sondern ebenso mit dem Material Keramik. Der 3D-Druck ist eine moderner Methode der Verarbeitung dieses robusten Materials. Seine glatte und glänzende Oberfläche ist nur ein Detail, die dieses hochpräzise Bauteil optimal einsetzbar macht.

Positive Eigenschaften von Keramik

Das Material an sich unterscheidet sich in vielerlei Hinsicht von Kunststoffen und Metallen. Denn ist beispielsweise Resistent gegen Hitze, gegen Laugen und Säuren. Hierdurch und durch seine guten Eigenschaften der Materialstabilität. Das Material ersetzt durch seine Eigenschaften viele andere Materialien in gewünschten Bereichen und verhindert bestimmte Beschädigungen in der Nutzung.

Hierdurch wäre Keramik in zahlreichen Arbeitsfeldern der Wirtschaft neu einzusetzen. Weiterhin verfügt die Keramik über gute elektrische Isolationseigenschaften und über ein hohes E-Modul bei hohen Temperaturen. Der Werkstoff ist gasdicht und eröffnet außerdem vielerlei Einsatzmöglichkeiten durch seine Biokompatibilität. Dank dem 3D-Druck ist sogar eine Einzelfertigung von ersten Fertigungsstücken möglich.

Eine werkzeuglose Herstellung

Der 3D-Druck ist eine Arbeitsform, die ohne jede Werkzeuge auskommt. Überwiegend arbeitet diese Druckform sogar mit einer hohen Materialersparnis. Viele Rohstoffe werden mit wenig Materialverlust verarbeitet. Mithilfe einer Vorlage in Form einer 3D-Datei werden alle erdenklichen Formen einfach nur ausgedruckt. Einzelteilfertigung in einer Wabenform oder mit Hohlstrukturen sind ebenso problemlos zu drucken, wie auch komplexe Formen oder verbundene Einzelteile.

Rentabel ist diese Arbeitsweise, da zahlreiche Arbeitsschritte mithilfe eines Ausdruckes sauber und in stabiler Ausführung erfolgen. Hierfür sind sonst keine Werkzeuge nötig. Weiterhin ist ein zeitsparendes Arbeiten durch eine werkzeuglose Herstellung begünstigt. Zahlreiche Formgebungen entstehen sogar innerhalb eines kurzen Bearbeitungszeitraums.

Keramikfertigung in Serienqualität

Mithilfe einer 3D-Datei werden allerlei Formgebungen sogar in Serie gedruckt. Dank innovativer Fortschritte funktioniert diese Form der Verarbeitung bereits zügig. Der Auftraggeber erlebt eine große Freiheit in seiner Designauswahl. Die Konstrukte erweisen sich stets als stabil und überaus belastbar. Keramik ist ein Material, das sich für den 3D-Druck gut eignet.

Das Verfahren des Keramik-Druckes

Der 3D Druck von Keramik mit einem 3D-Drucker wird aber nicht einfach nur so als Keramik-Druck bezeichnet, sondern trägt inzwischen die Bezeichnung Lithography-based Ceramic Manufacturing, kurz als LCM bezeichnet. Hierbei handelt es sich ebenso um ein additives Fertigungsverfahren. Im Rahmen des Druckvorganges kommt es zur Formgebung einer technischen Keramik. Ein feines Keramikpulver verändert dabei seinen Aggregatszustand und wird durch Hitze zunächst zu einer flüssigen Suspension.

Zusammen mit einem UV-lichempfindlichen Monomer entsteht hieraus schichtweise ein Grünkörper. Dieser ist zunächst noch nicht fertig ausgehärtet und wird daher mithilfe von UV-Licht vollständig ausgehärtet. Eine mehrstufige thermische Behandlung kann im nächsten Schritt bei einer Brenntemperatur von rund 1600 °C die Struktur festigen. Die zuerst eingesetzten Polymere werden durch thermisches Entbindern entfernt und mit einem finalen Sintervorgang eine Verdichtung keramischer Partikel bewirkt.

Eigenschaften und Maße der Keramik

Die Keramik ist auf eine bestimmte Weise zu bearbeiten. Auf protiq.com sind weitere Details zur Verarbeitung von Keramik erklärt. Dabei sind interessante Materialien für eine Verarbeitung im LCM-Verfahren beispielsweise

• Aluminiumoxid,

• Zirkonoxid und

• Tricalciumphosphat.


In der Verarbeitung sind Wanddicken bis hin zu 4 mm möglich. Die Keramik fertigt Bauteile mit einer Größe von bis zu 61 mm x 34,5 mm x 117 mm. Sollten die Bauteile kleiner oder größer werden, müssen sie auf andere Weise oder in mehreren Stücken gefertigt werden. Die Schichtstärke beträgt 25 Mikrometer.

Eine Verwendung von Keramik

Die Keramik eignet sich beispielsweise als ein Knochenersatzmaterial in den medizinischen Bereichen der Chirurgie und Implantologie. Hierdurch könnte beispielsweise eine künstliche Knochenstruktur erzeugt werden. Mithilfe von Zirkonoxid wird wiederum ein keramischer Stahl gefertigt. Das Material bietet eine geringe Wärmeleitfähigkeit und eignet sich durch seine Zähigkeit für vielfältige Einsatzgebiete.

Eine Keramik aus Aluminiumoxid ist wiederum ein Werkstoff der technischen Keramik. Dieser Stoff ist ebenso extrem Widerstandsfähig. Ein außergewöhnlicher Härtegrad sorgt für eine Widerstandsfähigkeit gegen extreme Temperaturen. Weiterhin werden alelrlei chemische und mechanische Anforderungen erfüllt. Keramik ist also überaus vielseitig und funktional in vielfältigen Arbeitsfeldern.
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