RACEMAN - Keramik im 3D-Druck: Werkstoff der Zukunft

Technische Keramik verfügt über hervorragende Materialeigenschaften: Sie hält unter anderem extremen Temperaturen, hohen mechanischen Belastungen und korrosiven Umgebungen stand. Kein Wunder, dass Hochleistungskeramik gegenüber Materialien wie Metall und Kunststoff immer mehr an Bedeutung gewinnt.

Bisheriges Problem: Die Herstellung von keramischen Hochleistungswerkstoffen mittels konventioneller Fertigungsmethoden ist sehr kosten- und zeitintensiv. In einer Zeit, in der Produktlebenszyklen immer kürzer werden und der Trend zur Individualisierung eher zu Einzelstücken und Kleinserien führt, eine Herausforderung.

Klassische Formgebungsverfahren sind zudem limitiert hinsichtlich der erreichbaren Komplexität und Präzision insbesondere bei kleineren Bauteilen. Dieser Problemstellung hat sich das Projekt RACEMAN angenommen.

3D-Drucker für Hochleistungskeramik

Ziel von RACEMAN war die Entwicklung eines 3D-Druckers für Hochleistungskeramik, der sich speziell für die Fertigung von Einzelstücken und Kleinserien eignet. Die entwickelte Technologie trägt den Namen Lithography-based Ceramic Manufacturing (LCM) und ermöglicht eine werkzeuglose Produktion mit geringem Materialverbrauch.

Für den am weitesten verbreiteten keramischen Hochleistungswerkstoff - Aluminiumoxid - konnte ein erstes Materialsystem entwickelt werden, das bereits Marktreife hat. Mit dem 3D-Drucker CeraFab 7500 können HerstellerInnen von keramischen Bauteilen sowohl funktionsfähige Prototypen als auch hochkomplexe Bauteile mit bisher nicht erreichbaren Materialeigenschaften und Qualitäten erzeugen.

Die mit der LCM-Technologie gefertigten Bauteile weisen dabei die gleichen Materialeigenschaften wie herkömmlich gefertigte Bauteile auf. Die Anwendungen reichen von Maschinenbau und Elektrotechnik über Luft- und Raumfahrt bis hin zur Medizintechnik. So können beispielsweise Prototypen für Forschung und Industrie kostengünstig und schnell hergestellt werden.

Ein Best-Practice-Beispiel: Das Projekt Assistocor der Technischen Universität Wien und der Medizinischen Universität Wien entwickelte eine pneumatisch betriebene Herzkatheterpumpe. Die komplexen Komponenten dafür wurden mit dem LCM-Verfahren realisiert - in über 15 Designvarianten.

Konsortialführer

Lithoz GmbH (vor Umgründung Homa & Co KG)

Weitere Konsortialpartner

• Emil Bröll GmbH & Co. KG
• Technische Universität Wien, Institut für Werkstofftechnologie

Projektkoordinator

Dr. Johannes Homa
E-Mail: jhoma@lithoz.com