Beim 3D-Druck kommen verschiedene Materialien zum Einsatz. Mittlerweile haben sich einige Unternehmen auf den 3D-Druck mit Keramik spezialisiert und in diesem Sektor investiert. Ein solches Unternehmen ist zum Beispiel HRL Laboratories, welches einen Stereolithographie-3D-Drucker entwickelt hat. Dieser härtet „vorkeramische Monomere“ aus und brennt diese dann zu Keramik. Dieses Material ist sehr hitzebeständig und hält Temperaturen von 1.700 Grad Celsius stand. Zugleich zeichnet sich das Material durch eine hohe Festigkeit aus.
Auch andere Unternehmen wie beispielsweise Tethon und Schunk haben sich auf den 3D-Druck mittels Keramik spezialisiert und hier eigene Produktionstechniken entwickelt. Der 3D-Druck mit Keramik findet unter anderem auch beim Flugzeughersteller Boeing seinen Einsatz. Aber auch wesentlich kleinere Teile auf Keramikbasis lassen sich mittels 3D-Druck herstellen. Als Beispiel seien künstliche Zähne bzw. Zahnkronen aus dem Umfeld der Zahnmedizin zu erwähnen. Des Weiteren wird der 3D-Druck immer intensiver in der Automobilindustrie sowie der Raumfahrtbranche eingesetzt. Durch die Technik des selektiven Lasersinterns (SLS) können Keramikobjekte durch Aushärtung des Flüssigmaterials gedruckt werden oder auch auf Basis eines komprimierten Trockenpuders.
Bisher war die Herstellung von feinen und hoch qualitativen Bauteilen bis ins kleinste Detail unwirtschaftlich und sehr teuer. Suspensionsbasierte additive Verfahren stellen für dieses Problem die perfekte Lösung dar, wie zum Beispiel das Lithigraphy based Ceramic Manufacturing (LCM). Die additive Fertigung mit Keramik zeigt ihre Stärken, wo konventionelle Fertigungsmethoden an die eigenen Grenzen stoßen. Kleinbauteile können dank der LCM-Technologie in perfekter Präzision hergestellt werden. Zudem eigneten sich die bisherigen generativen Fertigungsmethoden nur für Prototyping und waren sehr eingeschränkt.
Dank dem LCM-Verfahren kann man für Hochleistungskeramik im Bereich Maschinenbau, Medizintechnik, Luftfahrt und Raumfahrt komplexe Geometrien mit hoher Präzision und Festigkeit in kleinen bis mittleren Serienstückzahlen sowie in Einzelfertigung herstellen. Die Hochtemperaturtechnik ist zum Beispiel ein gängiges Einsatzgebiet, wo Werkstoffe hohe Temperaturen standhalten müssen, manchmal auch bis weit über 1000°C. Durch das vergleichsweise geringe Gewicht und durch den hohen Härtegrad der 3D-Keramiken wird auch die Anwendung im Leichtbau unterstützt. Keramische Werkstoffe finden ebenso Anwendung in der Medizintechnik, da sich hier hinsichtlich ihrer Lebensmittelechtheit und Biokompatibilität große Potenziale ergeben.
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Ein Team von Forschern der Chinese Academy of Sciences (CAS) hat sich zum Ziel gesetzt, den 3D-Druck in der Schwerelosigkeit einsetzen zu können. Mithilfe der DLP-Technik gelang ihnen in diesem Bereich eigenen Angaben zufolge auch große Fortschritte. Vor allem ein großes Probleme konnte gelöst werden.
Seit einiger Zeit testet die United State Air Force Materialien, die mittels keramischer Additive hergestellt werden. Ziel ist es, diese für Hyperschallflugzeuge anzuwenden. Das Siliziumoxycarbid soll gemeinsam mit HRL Laboratories entwickelt und erforscht werden. Die Leistungsfähigkeit der SiOC-Materialien im Rahmen additive Fertigung wäre ideal für derartige Flugzeuge.
Das israelische Unternehmen XJet ist bald auf Tour mit ihren wichtigsten Errungenschaften der vergangenen Monate. Der Nano Particle Jetting-Technologie und dem Carmel 1400 Produktionssystem. Zuerst wird XJet an der AMUG Conference in Missouri teilnehmen und dort Rede und Antwort stehen, wenn es um Fragen seiner Nano Particle Jetting-Technologie geht. Danach nimmt XJet an der RAPID + TCT teil und stellt dort sein Carmel 1400 Produktionssystem dem nordamerikanischen Publikum vor. Beide Termine werden auch mit über die Expansionspläne des Herstellers entscheiden.
Kwambio hat sich auf die additive Herstellung von Keramik- und Metallprodukten spezialisiert. Mit Ceramo One betritt das Unternehmen erstmals den Markt für 3D-Drucker und gibt an, die Produktionskosten pro Keramikteil um fast 50% reduzieren zu können – bei gleich bleibender Qualität. Auf der Consumer Electronic Show 2018 soll der Ceramo One 3D-Drucker erstmals vorgestellt werden. Wir haben bereits einen Blick auf das Gerät geworfen.
Das Startup Unternehmen Sandhelden hat es sich zur Aufgabe gemacht, aus Sand individuelle und den Kundenwünschen angepasste Sanitärprodukte herzustellen. Dabei kann es sich sowohl um Waschbecken als auch um Badewannen handeln, die unter anderem mittels 3D-Druck eine ganz individuelle Form erhalten. Ab Januar 2018 sollen diese Produkte über den Sanitärgroßhandel in Deutschland angeboten werden.
Im Rahmen eines Schweizer Forschungsprojektes wurde weltweit erstmals mit Hilfe von einem 3D-Drucker ein neuartiger Abgaskatalysator für Benzin-Autos, der den Ausstoß von CO2 noch weiter reduzieren kann, erfolgreich hergestellt. Die in dem 3D-Katalysator enthaltene Keramikstruktur konnte mit Hilfe von 3D-Druck hergestellt werden. Die Forschungsanstalt Empa prüft jetzt einen testweisen Einsatz auf der Straße.
Neben zahlreichen weiteren Unternehmen ist auch die XJet Ltd. auf der formnext 2017 in Frankfurt am Main vertreten. Hier kündigte das Unternehmen eine Intensivierung des Kommerzialisierungsprozesses und den Launch des additiven Fertigungssystems Carmel an. Das erste neue Carmel 3D-Druck-System wird bereits auf der Messe demonstriert.
Der Hersteller XJet aus Israel wird auf der formnext 2017 mit Carmel 700 und Carmel 1400 zwei neue additive Fertigungssysteme vorstellen, die für den 3D-Druck von Metall und Keramik eingesetzt werden können und mit der patentierten NanoParticle Jetting™ Technology von XJet arbeiten.
Das spanische L’Instituto de Tecnologia Cerámica ITC (Forschungseinrichtung mit Schwerpunkt Keramik in der Industrie) kündigt an, sich zukünftig mehr auf die additive Fertigung zu konzentrieren.
Die in Nürnberg ansässige Neotech AMT GmbH kündigte vor Kurzem ihr Engagement in zwei neuen, „völlig additiven“ 3D-Druck-Elektronikprojekten an. Damit möchte sie die Möglichkeiten der additiven Fertigung vorantreiben.
Mit „Form X“ hat Formlabs eine neue Online-Plattform vorgestellt. Die Plattform bietet experimentelle Anwendungen und Materialien für die Formalbs 3D-Drucker. Eines davon ist ein Keramik-Resin, das noch 2017 vorgestellt werden soll.
Ein Wissenschaftlerteam der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) hat ein neues 3D-Pulverdruckverfahren entwickelt, mit dem feine Keramikstrukturen faltenfrei ohne scharfe Kanten und Poren hergestellt werden können. Auch ein namhafter deutscher 3D-Drucker-Hersteller hat sich an dem Projekt beteiligt.
Der 3D-Drucker-Hersteller WASP hat mit dem DeltaWASP 3MT Keramik einen neuen 3D-Drucker für 3D-Objekte aus Keramik vorgestellt. Der 3D-Drucker kann Objekte mit einer Höhe von bis zu einem Meter drucken und ist selbst drei Meter groß.
Forscher des US-amerikanischen Unternehmens HRL Laboratories, LLC haben ein neuartiges 3D-Druck-Verfahren für die Herstellung von Keramikprodukten auf den Markt gebracht. Mit diesem Verfahren soll es wesentlich einfacher werden, komplexe Formen herzustellen.
Mit IntrinSiC® ist dem Unternehmen Schunk GmbH nach eigenen Aussagen eine „Weltneuheit“ für die Fertigung großer, monolithischer Konstruktionselemente aus reaktionsgebundenem siliziuminfiltrierten Siliziumcarbid (SiSiC) gelungen. Das neue Verfahren ermöglicht es dem Hersteller zufolge erstmals große und komplexe Bauteile aus diamantharten Material im 3D-Druckverfahren herzustellen.
Für die CeBIT 2014 beginnt heute der Endspurt. Auch am vierten Tag möchten wir Euch einen Stand auf der CeBIT empfehlen, der sich mit dem Thema 3D-Druck beschäftigt und sich definitiv lohnt einmal zu besuchen. Der polnische Hersteller für 3D-Drucker ZMorph zeigt mit seinem ZMorph3D einen modular aufgebauten 3D-Drucker. Damit lässt sich neben Kunststoff auch Schokolade drucken. Selbst fräsen (und lasern) ist möglich.