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Vortrag

Defektminimierung und Prozessoptimierung in der lithographiebasierten Generativen Fertigung von technischer Keramik

Mittwoch (25.04.2018)
15:40 - 16:00 Uhr Raum 0.226
Bestandteil von:


Der lithographiebasierte 3D-Druck mit lichthärtenden keramischen Schlickern hat sich als wegweisendes Verfahren für die Generative Fertigung hochkomplexer und dichter Bauteile aus technischer Keramik etabliert. Um das gewaltige Potential dieser Fertigungsmethode für die zukünftige Fertigung technischer Komponenten voll ausschöpfen zu können, ist es daher von zentraler Bedeutung, die verschiedenen Schritte der Prozesskette zu beherrschen und zu optimieren.

So gewährleistet zunächst z.B. die Anpassung der optischen Eigenschaften der Schlickerformulierungen an die Technik des Druckprozesses einen stabilen und lückenlosen Verbund von aneinander anhaftenden und defektfreien Grünschichten im Rahmen des schichtweisen Bauteilaufbaus.

Keramikgerechtes und 3D-Druck-gerechtes Design sowie eine optimierte Bauteilorientierung fördern ferner einen reibungslosen Ablauf des Druckprozesses und der nachgelagerten Thermoprozesse.

Nach dem Druck oder der Bauteilreinigung können des Weiteren mittels hochauflösender Mikro-Computertomographie mit dem Auge unsichtbare Risse, Poren und Dichtefluktuationen in den produzierten Grünkörpern direkt sichtbar gemacht werden. Auf diese Weise können der Druck- sowie der Reinigungsprozess überwacht und optimiert werden, und noch vor dem Brand der Bauteile eine Aussage zur Bauteilqualität gemacht werden. Dies ermöglicht eine Verkürzung der Entwicklungszyklen angesichts des zum Teil beträchtlichen Zeitbedarfes der nachgelagerten Ofenfahrten.

Die nachgelagerten thermischen Prozesse zur Entbinderung und Sinterung stellen hinsichtlich des hohen Binderanteils in den Grünteilen und der beträchtlichen Schwindung der Bauteile eine weitere zentrale Herausforderung in der lithographiebasierten Fertigung von technischer Keramik dar. Durch die Verwendung von thermooptischen Messmethoden sowie Computersimulation ist es möglich, optimierte Wärmeprozesse mit einem spürbar reduzierten Zeit- und Energiebedarf zu entwickeln, die zugleich eine maximale Bauteilqualität sicherstellen können.

 

Sprecher/Referent:
Joachim Vogt
Fraunhofer ISC - Zentrum für Hochtemperatur-Leichtbau HTL
Weitere Autoren/Referenten:
  • Tanja Martini
    Fraunhofer ISC - Zentrum Hochtemperatur-Leichtbau HTL
  • Marina Stepanyan
    Fraunhofer ISC - Zentrum Hochtemperatur-Leichtbau HTL