Hightech-Keramik aus dem 3D-Drucker
Fertigung individuell angepasster Strukturen im Mikro- bis Millimeterformat.
Eine neue wissenschaftliche Nachwuchsgruppe der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung entwickelt transparente keramische Mikrobauteile mittels 3D-Druck. Ziel ist es, Keramikstrukturen für technische, optische und medizinische Anwendungen effizienter und individualisiert herzustellen. Die Forschungsgruppe unter der Leitung von Johanna Sänger wird mit 1,9 Millionen Euro über fünf Jahre im Rahmen des NanoMatFutur-Programms des Bundesministeriums für Bildung und Forschung gefördert.
Weitere Nachrichten zum Thema
Keramik mit Feingefühl
Nanokeramik aus der Kugelmühle
Keramische Materialien besitzen einzigartige Eigenschaften wie Temperaturbeständigkeit, chemische Resistenz, geringe elektrische und thermische Leitfähigkeit sowie Verschleißfestigkeit. Das macht das Material für viele Hightech-Anwendungen unverzichtbar, wie beispielsweise Implantate oder Hitzeschilde in Gasturbinen, die damit langlebiger und effizienter werden.
Die Verarbeitung technischer Keramik stellt jedoch eine besondere Herausforderung für die Industrie dar, da das Material spröde ist und sich nur schwer in komplexe Formen bringen lässt – insbesondere je kleiner die Bauteile werden. Der an der BAM entwickelte 3D-Druck bietet hier neue Möglichkeiten, um individuell angepasste Strukturen im Mikro- bis Millimeterformat zu fertigen.
Um eine hohe Qualität in der additiven Fertigung zu gewährleisten, müssen Druckparameter, Materialmischung und Nachbearbeitung präzise aufeinander abgestimmt werden. Eine besondere Schwierigkeit besteht darin, die Materialmischung an die jeweiligen 3D-Drucker anzupassen. Für hohe Auflösungen sind vor allem transparente Tinten notwendig. Die von Sänger geleitete Forschungsgruppe entwickelt Tinten, welche transparent sind, obwohl sie Keramik-Teilchen enthalten. Das gelingt, wenn die Partikel besonders fein, also nur wenige Nanometer groß sind.
„Mit unserer Forschung wollen wir für den 3D-Druck keramischer Mikrobauteile neue Anwendungsfelder erschließen und diese Technologie in die Industrie bringen. Besonders im Bereich der Medizintechnik und optischer Komponenten wie Lichtleiter bietet unsere Forschung großes Potenzial für Innovationen“, erklärt Sänger.
Die BAM stellt der Gruppe eine exzellente Forschungsinfrastruktur zur Verfügung, darunter modernste 3D-Drucker, eigene Labore und eine leistungsfähige IT-Umgebung. Zudem unterstützt die BAM das Projekt finanziell mit 10.000 Euro jährlich. Die Forschungsgruppe profitiert auch von der langjährigen Expertise der BAM in der additiven Fertigung, bei keramischen Technologien und der Nanopartikelanalyse.
BAM / RK
