Fraunhofer ISC, Zentrum für Hochtemperatur-Leichtbau HTL, BayreuthDas Fraunhofer-Zentrum HTL entwickelt und fertigt Prototypen und Kleinserien aus technischer Keramik und mineralischen Werkstoffen über 3D-Druck mit einem CeraFab 7500 (Lithoz GmbH). Dieses Gerät erzeugt das keramische Bauteil schichtweise mittels einem Stereolithographie-basierten Verfahren, auch LCM-Verfahren (Layerwise Ceramic Manufacturing) genannt. Hierbei wird ein photosensitiver keramischer Schlicker über eine Belichtungsmaske mit Licht im sichtbaren Bereich selektiv bestrahlt und gehärtet. Das additiv gefertigte Grünbauteil wird anschließend entbindert und zu einer dichten technischen Keramik gesintert.
Forschungsschwerpunkte:
Additive Fertigung
© Fraunhofer-Zentrum HTL
Forschungsschwerpunkte:
Additive Fertigung
© Fraunhofer-Zentrum HTL
Stereolithographie-Verfahren
Fertigung filigraner und komplexer Bauteile
Im Druck befindliche Grünbauteile an der Bauplattform während des Druckprozesses
Komplexe und filigrane Stereolithographie-basierte Druckbauteile aus technischer Keramik (Aluminiumoxid)
3D-gedrucktes Eckverbinder-Element mit Stützplatte, Abmessungen ca. 60 x 60 x 36 mm³
Die Stärke dieses Verfahrens liegt in der Möglichkeit, sehr filigrane und komplexe Bauteile mit einer hohen Enddichte und einer hohen Oberflächengüte zu erzeugen. Auf diese Weise können aufwendige Nachbearbeitungsschritte minimiert oder auch gänzlich vermieden werden, und die Bauteile weisen exzellente mechanische Eigenschaften auf.
Am HTL erstreckt sich das Angebotsspektrum für die additiven Fertigung von technischen Keramiken von der CAD-gestützten Bauteilauslegung und -konstruktion über die kundenspezifische Entwicklung von Druckmaterialien, den 3D-Druck erster Ansichtsexemplare aus Kunststoff bis hin zu Machbarkeitsstudien und der additiven Fertigung von keramischen Bauteilen. Abgerundet wird das Angebot durch die Möglichkeit zur bauteilspezifischen Optimierung der Entbinderungs- und Sinterprozesse mittels ThermoOptischer Messmethoden (TOM).
Verfügbare Materialien
- Aluminiumoxid
- 3 Mol.-% Yttrium-stabilisiertes Zirkonoxid
- Tricalciumphosphat, Hydroxylapatit
- SiAlON
- Gläser und Glaskeramiken
Technische Daten
Laterale Auflösung: 40 μm (635 dpi)
Schichtdicke: 25 μm (entspricht vertikaler Auflösung)
Bauraum (X,Y,Z): 76 mm x 43 mm x 150 mm
Baugeschwindigkeit: 2,5 bis 10 mm pro Stunde
Leistungsangebot:
- Beratung zur Materialauswahl sowie zum keramik- und prozessgerechten Bauteildesign
- Konstruktion und Design von Bauteilen, unterstützt durch FE-Methoden inkl. Topologieoptimierung
- Machbarkeitsstudien
- Auftragsfertigung von Prototypen und Kleinserien
- Entwicklung von kundenspezifischen Ausgangsmaterialien für den LCM-Druck
- Implementierung und Optimierung von Wärmeprozessen
Weiterführende Veröffentlichungen:Parameters of Inherently Homogeneous Sintering ProcessesRadical Time Reduction of Debinding ProcessesThe Kinetic Field |