Die in Wien ansässige Lithoz GmbH hat gemeinsam mit der Montanuniversität Leoben das Lithography-based Ceramic Manufacturing (LCM), zu Deutsch die Lithographie-basierende Keramik-Herstellungstechnologie, entwickelt. Die von Lithoz auf den Markt gebrachten und für die industrielle Fertigung einsetzbaren 3D-Drucker CeraFab System, die mit der LCM-Technologie arbeiten, ermöglichen eine zuverlässige Serienfertigung durch additiv hergestellte Keramiken. Diese erfüllen höchste Anforderungen an Hochleistungskeramiken. Für die Technologie sprechen sowohl die mechanische Leistung, die Maßhaltigkeit sowie die Reproduzierbarkeit von Bauteilen aus Keramik, oft übertreffen sie sogar die Teile aus der konventionellen Fertigung.
So funktioniert das Verfahren
Das LCM-System arbeitet in mehreren Schritten. Als Basis dient ein CAD-Modell, dessen Daten vom Computer auf einen CeraFab System 3D-Drucker übertragen werden.
Eine keramisch beladene Flüssigkeit, die man auch als Schlicker bezeichnet, wird auf eine transparente Wanne aufgetragen. Die Bauplattform ist beweglich und wird in den Schlicker getaucht. Im nächsten Schritt wird dieser dann selektiv sichtbarem Licht (von unterhalb der Wanne) über einen bestimmten Zeitraum ausgesetzt. Das Schichtbild selbst wird mit Hilfe einer digitalen Mikrospiegel-Vorrichtung (DMD) unter Zuhilfenahme eines hochmodernen Projektionssystems gefertigt. Dieser Prozess wird solange wiederholt, bis das gewünschte Teil dreidimensional fertiggestellt ist. Das LCM-3D-Druckverfahren zählt zu den Verfahren der Photopolymerisation.
Bei der Lithography-based Ceramic Manufacturing-Technology kommen die gleichen Keramikpulver und Öfen wie beim herkömmlichen Spritzgussverfahren zum Einsatz. Dadurch warten die Keramikbauteile mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften und Oberflächenqualitäten auf. Das fertige Teil muss noch thermisch nachbearbeitet, das Bindemittel entfernt, und dann gesintert werden.
Designeinschränkungen, wie man sie vom klassischen Spritzgussverfahren kennt, sind mit der LCM-Technologie weit weniger zu erwarten. Die Produktfunktionalität kann jetzt noch besser an die Wünsche des Endkundens angepasst werden. Gleichzeitig lassen sich bionische Entwürfe, Kanäle und verschiedenste Porenstrukturen realisieren. Hinterschneidungen, Hohlräume und dünnwandige Strukturen lassen sich ebenfalls herstellen.
In den meisten Fällen entsprechen die Materialeigenschaften den konventionellen Fertigungsverfahren oder übertreffen diese sogar noch. Schon ab dem ersten Teil kann die Fertigung bereits wirtschaftlich sein. Auch mit der LCM 3D-Druck-Technologie ist es möglich, mehrere Exemplare gleichzeitig zu fertigen.
