Technologien

Die Szene Additiv

Wichtige Prozesse für die additive Fertigung von Keramik

Quelle: BAM, Berlin

Mit der Szene Additiv reagiert die DKG auf das steigende Interesse der keramischen Industrie an der additiven Fertigung und möchte zur Verbreitung der additiven Fertigungs-technologie, deren Weiterentwicklung sowie zur Koordination und zum Abgleich der Interessen zwischen Industrie und Forschungseinrichtungen beitragen.

Verfahren zur additiven Fertigung unterscheiden sich von subtraktiven Verfahren wie Fräsen, Bohren und Erodieren dadurch, dass Material zu einem Bauteil zusammengeführt wird. Hierzu muss sich das Material in einem Zustand befinden, in dem es selber keine Form definiert, jedoch in eine Form gebracht werden kann. Ausgangsstoffe wie knetbare Massen, Pasten, Pulver, Flüssigkeiten etc. erfüllen diesen Zweck. Während allerdings intuitiv verständlich ist, dass knetbare Massen und Pasten zu einer Struktur formbar sind, ist bei Pulvern und Flüssigkeiten nicht gleich erkennbar, wie diese zu einer Struktur geformt werden können. Bei Pulvern wird ein Verbinden der Partikel mittels eines Hilfsstoffes, z.B. einem Binder, erreicht. Flüssigkeiten können fließfähige Suspensionen von Partikeln sein, die durch Trocknen oder einen Phasenübergang von flüssig nach fest, z.B. durch Gelieren oder Vernetzen organischer Precursoren, fixiert und somit zum Aufbau einer Struktur verwendet werden können.

Direkter 3D-Druck

Das Direct Inkjet Printing (DIP) basiert auf dem reprographischen Verfahren des Inkjet Printing, d.h. der dauerhaften, lichttechnischen Reproduktion von Vorlagen.

Fused Deposition Modeling (FDM)

Lagenweise Schlickerdeposition (LSD)

Bei der Lagenweise Schlickerdeposition (LSD) handelt es sich um ein Verfahren zum Stapeln dicht gepackter Pulverschichten, die mittels selektivem Lasersintern (SLS) oder 3D Druck zu einem Bauteil konsolidiert werden können.

Layered Object Manufacturing (LOM)

Laminated Object Manufacturing (LOM) ist eines der ältesten und etabliertesten generativen Fertigungsverfahren. Die Herstellung dreidimensionaler Bauteile erfolgt aus Materialien, die in Blatt oder Folienform vorliegen

Lithographiebasierte Keramikfertigung (LCM)

Analog zur Stereolithografie erfolgt beim LCM-Verfahren mit Licht einer definierten Wellenlänge eine radikalische Polymerisation des Bindersystems, wodurch eine Suspension verfestigt wird. Die Initiierung der Polymerisation erfolgt selektiv mittels Bestrahlung mit blauem oder UV-Licht, wodurch alle zu vernetzenden Bereiche einer Ebene gleichzeitig belichtet werden.

Pulverbasierter 3D-Druck

Das indirekte 3D-Drucken gilt als das flexibelste, schnellste und kostengünstigste generative Fertigungsverfahren zur Herstellung keramischer Bauteile mit komplexer Geometrie.

Robocasting

Robocasting ist ein generatives Fertigungsverfahren, welches auf der computergesteuerten schichtweisen Extrusion von Pastenfilamenten zur Erzeugung komplexer 3D-Strukturen beruht.

Selektives Lasersintern (SLS)

Beim Lasersintern wird eine Pulverschicht mittels einer Rakel aufgebracht und mit einem Laserstrahl selektiv verfestigt, was zumeist zu einer porösen Bauteilstruktur führt. Die Verfestigung kann jedoch zu einem dichten Werkstoffgefüge führen, wenn das Keramikpulver eine flüssigphasenbildende Komponente enthält oder das poröse Bauteil nachinfiltriert wird, wie z. B. bei SiSiC.

Thermoplastischer 3D-Druck (T3DP)

Der Thermoplastische 3D-Druck ist die bislang einzige additive Fertigungsmethode für keramische Bauteile, die materialunabhängig und zum Aufbau mehrkomponentiger und/oder gradierter Bauteile angewendet werden kann.

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