Lithoz GmbH, ein österreichisches 3D-Druck-Unternehmen, hat sich kürzlich mit dem Oak Ridge National Laboratory (ORNL) des US-Energieministeriums (DOE) zusammengeschlossen, um die Entwicklung von Nichtoxid-Keramiken für Anwendungen bei extrem hohen Temperaturen voranzutreiben. Dieses technische Kooperationsabkommen konzentriert sich auf die Innovation von Verarbeitungsprozessen für Hochtemperaturkeramik mittels der 3D-Drucktechnologie von Lithoz. Darüber berichtet Lithoz in einer Pressemitteilung auf seiner Website.
Die Lithoz 3D-Drucker nutzen die Laser-Induzierte Slipcasting (LIS)-Technologie, bei der mittels laserunterstütztem Trocknen von Schlicker, also einer netzförmigen Anordnung, computergesteuerte Schichten von Feststoffen aus einer flüssigen Suspension geformt werden. Ziel der Kooperation ist die Weiterentwicklung dieser Technologie zur Formgebung von Nichtoxid-Keramiken mit hohem Brechungsindex, wie Siliziumkarbid, für den Einsatz in extremen Temperaturumgebungen.
Lithoz hat kürzlich seine LIS-Technologie eingeführt, die es ermöglicht, Teile herzustellen, die sowohl in ihrer geometrischen Komplexität als auch in ihrer Größe über die Möglichkeiten herkömmlicher Formgebungstechniken hinausgehen. Durch die Integration von komplexen inneren Kanälen und 3D-druckbaren komplexen Designs können die produzierten Teile leichter und effizienter sein als die derzeitigen Methoden. Diese Technologie erweitert auch das Spektrum der druckbaren Materialien, indem sie dunkle Keramiken wie Siliziumkarbid und Siliziumnitrid verarbeitet, was mit anderen Prozessen nicht möglich ist.
Das Projekt zielt darauf ab, die Produktion von keramischen Teilen für extrem hohe Temperaturen auf ein industrielles Niveau zu skalieren. Dabei wird die technische Leistungsfähigkeit der Technologie mit einem gängigen Oxid-Keramikmaterial bewertet. Dies umfasst den Druck und das Entbinden des Primärmaterials – wie Siliziumnitrid und Siliziumkarbid, zwei stark nachgefragte Substanzen für Luft– und Raumfahrtanwendungen – aus der geformten Komponente. Anschließend wird die Substanz mittels Wärme in einen festen Werkstoff umgewandelt, ein Prozess, der als Sintern bekannt ist. Die Leistung und Eigenschaften der gedruckten Materialien werden dann getestet.
Corson Cramer, Wissenschaftler der Gruppe für Extreme Environment Materials Processing am ORNL, erklärte:
„Dieses Projekt baut auf ORNLs jahrelanger Forschung in der Entwicklung und Prüfung von Hochtemperaturmaterialien und Keramiken auf. Durch die Kombination unserer Expertise mit den 3D-Druckfähigkeiten von Lithoz haben wir das Potenzial, das Konzept der Hochtemperaturkeramikverarbeitung für Wärmeaustausch, Luft- und Raumfahrt sowie Verteidigungsanwendungen zu verändern.“
