Spannender Vortrag von Prof. Dr.-Ing. Jens Bliedtner von der Ernst-Abbe-Hochschule Jena auf der Konferenz AM4I

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Im Schwerpunktthema Materialien und Verfahren präsentiert Herr Bliedtner eine Zusammenarbeit mit der Firma Siceram insbesondere Dr. A. Kerber. mit dem Titel Optimierung der Fertigung komplexer keramischer Bauelemente mittels Fused Deposition Modeling.

Vorgestellt wird die additive Fertigung von Bauteilen aus Hochleistungskeramik, insbesondere aus Siliziumkarbid, Siliziumnitrid, Aluminiumoxid und Zirkonoxid. Die gesamte Prozesskette von der Materialzusammensetzung über die Filament Herstellung, den 3D-Druck und die Weiterverarbeitung bis zum gebrauchsfertigen Keramikbauteil war Gegenstand der Untersuchungen. Im Mittelpunkt der Arbeiten stand die Entwicklung und Verarbeitung von Keramikfilamenten. Diese können auf unterschiedlichen 3D-Drucksystemen verarbeitet werden. Erprobt wurde diese  Entwicklung an einem Extrudersystem mit einem Bauraumvolumen von 200x200x250 mm3
Die Eigenschaften der Feedstocks müssen derart beschaffen sein, dass sie mittels 1-Schnecken-Extruder zu einem druckfähigen Filament konfektioniert werden können. Es ist dafür eine ausreichende Flexibilität zum Aufwickeln und eine minimale Zugfestigkeit erforderlich. Die Flexibilität wurde durch einen minimalen Biegeradius, bei welchem noch kein Filament Bruch auftritt, charakterisiert. Die Materialentwicklung beinhaltete die Abstimmung der organischen Komponenten in Bezug auf Zusammensetzung und Menge des  keramischen Pulvers. Filamente wurden in den Durchmessern 1,75 und 2,85 mm bereitgestellt.

Um die zwei sehr unterschiedlichen Ausgangsmaterialien (ceramics and plastic) mit dem FDM-Verfahren verarbeiten zu können, ist ein gleichmäßiger Materialaustrag erforderlich. Dies erfordert die homogene Erwärmung des Filamentes. Die Homogenität wirkt sich unmittelbar auf die erreichbare Bauteilqualität aus. Im Ergebnis liegt ein materialangepasster viskositäts-temperaturgeregelter Prozess für die Bearbeitung der keramischen Filamente vor. 

Gezeigt werden erste Applikationen die mit der neuen Prozesskette untersucht und erfolgreich umgesetzt wurden.