Keramik-Spezialist Lithoz forscht gerade daran, seine 3D-Druck-Technologie auch in der additiven Fertigung von Nichtoxidkeramik einzusetzen. Um diese Forschung voranzutreiben, hat das österreichische Unternehmen sich mit dem Oak Ridge National Laboratory (ORNL) des U.S. Department of Energy zusammengetan. Beide Partner haben ein Cooperative Research and Development Agreement unterzeichnet.
Lithoz hat vor kurzem die Laser-Induced Slipcasting-Technologie (LIS-Technologie) eingeführt, um Teile herzustellen, die in ihrer Geometrie weitaus komplexer und in ihren Abmessungen größer sind, als dies mit konventionellen Formgebungsverfahren möglich ist. Durch die Integration von filigranen Innenkanälen und komplexen 3D-druckbaren Designs sind die Teile, die damit hergestellt werden können, leichter und effizienter als bei den derzeitigen Verfahren. Diese Technologie ist auch in der Lage, die Palette der druckbaren Materialien zu erweitern, indem dunkle Keramiken wie Siliziumkarbid und Siliziumnitrid in einer Weise verarbeitet werden, die mit anderen Verfahren nicht erreicht werden kann.
Der 3D-Drucker basierend auf der LIS-Technologie nutzt die Laser-Slurry-Trocknung oder Netzformungstechnologie, um eine computergesteuerte Lichtverstärkung durch stimulierte Emission von Strahlung zu steuern, die in Flüssigkeit suspendierte kontrollierte Schichten von Feststoffen vernichtet.
Verarbeitung von Nichtoxidkeramiken im industriellen Maßstab
Ziel dieses Projekts ist es, die Produktion von Keramikteilen für ultrahohe Temperaturen auf ein industrielles Niveau zu heben. Um dieses Ziel zu erreichen, untersucht das Team die technischen Möglichkeiten dieser Technologie anhand eines gewöhnlichen oxidkeramischen Werkstoffs. Dazu wird das Primärmaterial, wie Siliziumnitrid und Siliziumkarbid, zwei sehr gefragte Stoffe für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt, aus dem geformten Bauteil gedruckt und abgebunden. Durch Hitzeeinwirkung wird die Substanz in einem als Sintern bezeichneten Prozess zu einem festen Material geformt. Die Leistung und die Eigenschaften der gedruckten Materialien werden anschließend getestet.
„Dieses Projekt baut auf den jahrelangen Forschungsarbeiten des ORNL zur Entwicklung und Erprobung von Hochtemperatur-Werkstoffen und -keramiken auf“, so Corson Cramer, Mitarbeiter der Extreme Environment Materials Processing Group am ORNL. „Durch die Kombination unseres Know-hows mit den Lithoz-3D-Druckern haben wir das Potenzial, das Konzept der Verarbeitung von Hochtemperatur-Keramiken für den Wärmetausch, die Luft- und Raumfahrt und die Verteidigung zu verändern.“ (eve)
