Mobile-Menu

Keramik-3D-Druck Neuartiges Verfahren für komplexe Keramikteile

Quelle: Pressemitteilung Sintratec 1 min Lesedauer

Anbieter zum Thema

Sintratec AG

An der Fachhochschule der Südschweiz (SUPSI) wurde in einer Dissertationsarbeit ein neuartiges additives Verfahren zur Herstellung komplexer Keramikstrukturen entwickelt. Das Sintratec-Kit für das selektive Lasersintern (SLS) spielte bei der Forschung eine entscheidende Rolle.

Mit dem SLS-Verfahren und dem Sintratec-Kit konnte Doktorand Marco Pelanconi komplexe Keramikbauteile mit hoher Auflösung fertigen und die Mikroporosität der Teile einstellen. (Bild: Sintratec)
Mit dem SLS-Verfahren und dem Sintratec-Kit konnte Doktorand Marco Pelanconi komplexe Keramikbauteile mit hoher Auflösung fertigen und die Mikroporosität der Teile einstellen.
(Bild: Sintratec)

Das Hybrid Materials Laboratory (HM Lab) der Fachhochschule der Südschweiz (SUPSI) forscht seit 20 Jahren auf dem Gebiet der Keramik. Nun hat Professor Ortonas Doktorand Marco Pelanconi im Rahmen seiner Doktorarbeit die additive Fertigung komplexer keramischer Strukturen optimiert. Der Ansatz beruht auf dem 3D-Druck polymerer Vorformen mit hoher Mikroporosität durch selektives Lasersintern (SLS), kombiniert mit der Infiltration präkeramischer Polymere. Danach wird durch Pyrolyse eine Umwandlung des Polymers in Keramik bei etwa 1000°C erreicht. Um Keramikteile mit hoher Dichte zu erhalten, erfolgt eine abschließende Verdichtung durch die Infiltration von geschmolzenem Silizium.

Zwei komplexe keramische Strukturen untersucht

Diese zwei Strukturen untersuchte Pelanconi. Jeweils links ist die 3D-gedruckte polymere Vorform zu sehen. Rechts das fertige Keramikteil.(Bild: Sintratec)
Diese zwei Strukturen untersuchte Pelanconi. Jeweils links ist die 3D-gedruckte polymere Vorform zu sehen. Rechts das fertige Keramikteil.
(Bild: Sintratec)

Um zu veranschaulichen, wie die Methode für besonders komplexe Formen eingesetzt werden kann, konzentrierte sich Pelanconi in seiner Forschung auf zwei zylindrische Strukturen mit unterschiedlichen Topologien: einen rotierten Würfel und einen Gyroiden. Nach dem Druck mit Sintratec PA12 und nachfolgender Umwandlung in eine keramische Struktur wiesen die entstandenen Teile nach eigenen Angaben hervorragende mechanische und thermische Eigenschaften auf. Sie behielten ihre ursprüngliche Form ohne Verformung oder Makrorisse bei, trotz einer Schrumpfung von ~25 %. Die biaxiale Festigkeit von 165 MPa könne laut Pelanconi durch weitere Prozessoptimierung noch gesteigert werden.

Steuerung der Porosität durch offene Parameter

Das Sintratec-Kit stand dank der offenen Parameter des 3D-Druckers im Mittelpunkt der Forschung von Marco Pelanconi. „Mit dem Kit konnten wir viele Druckparameter ändern, darunter die Oberflächentemperatur des Pulvers, die Schichtdicke, die Lasergeschwindigkeit, die Schraffurabstände und vieles mehr, wodurch sich die Porosität der 3D-Druckteile einfach steuern ließ“, erklärt Pelanconi. Durch die Variation dieser Faktoren konnte der Materialingenieur eine ideale Porosität und damit eine hohe Teilequalität erreichen.

(ID:49532617)

Jetzt Newsletter abonnieren

Verpassen Sie nicht unsere besten Inhalte

Mit Klick auf „Newsletter abonnieren“ erkläre ich mich mit der Verarbeitung und Nutzung meiner Daten gemäß Einwilligungserklärung (bitte aufklappen für Details) einverstanden und akzeptiere die Nutzungsbedingungen. Weitere Informationen finde ich in unserer Datenschutzerklärung. Die Einwilligungserklärung bezieht sich u. a. auf die Zusendung von redaktionellen Newslettern per E-Mail und auf den Datenabgleich zu Marketingzwecken mit ausgewählten Werbepartnern (z. B. LinkedIn, Google, Meta).

Aufklappen für Details zu Ihrer Einwilligung

Weiterführende Inhalte