Preis für 3D-gedruckte Keramikbauteile online berechnen

 

Bedeutung von Keramikbauteilen in der Technik

Keramische Werkstoffe zeichnen sich durch besondere Materialeigenschaften aus. Sie sind in nahezu allen Bereichen von technischen Anwendungen zu finden. Besonders wenn die thermo-mechanischen Anforderungen sehr hoch sind. Darüber hinaus zeichnen die Keramik Eigenschaften wie Bioverträglichkeit und chemische Beständigkeit aus.



Bei Anwendungen mit Temperaturen über 300 °C und der gleichzeitigen Forderung nach elektrisch isolierenden oder nichtmagnetischen Eigenschaften ist Keramik der einzig einsetzbare Werkstoff. Kunststoffe sind zwar elektrische Isolatoren, jedoch können sie der thermischen Belastung nicht standhalten. Metallische Werkstoffe sind in erster Linie Leiter und kommen daher als isolierender Werkstoff nicht in Betracht. Darüber hinaus stoßen sie bei hohen Temperaturen in sauerstoffhaltiger Atmosphäre schnell an ihre Grenzen, denn sie verlieren massiv an Festigkeit und neigen zur Korrosion. Keramik dagegen bleibt bei Temperaturen weit über 1600 °C chemisch und mechanisch beständig.

Eine Gegenüberstellung von Stahl und Keramikwerkstoffen finden Sie auf unserer Homepage hier.

Konkrete Anwendungsbeispiele für 3D-gedruckte Keramik

Das Verfahren von Hilgenberg-Ceramics GmbH & Co. KG eignet sich nicht nur für Prototyping, sondern auch für kleinere und mittlere Serien. Im Folgenden sind Beispielanwendungen aufgeführt, sowie die für die Anwendung erforderlichen Eigenschaften der Keramik:

  • Medizintechnik
    Keramische Eigenschaft: Biokompatibilität, Sterilisierbarkeit
    Beispiel: Endoskopspitzen
  • Maschinenbau
    Keramische Eigenschaft: Verschleißfestigkeit
    Beispiel: Handlingsysteme, z. B. Greiferbacken
  • Otoplastik
    Keramische Eigenschaft: Bio-Verträglichkeit, Ästhetik
    Beispiel: Hörhilfen oder Gehörschutz
  • Elektrotechnik
    Keramische Eigenschaft: elektrischer Isolator, nicht magnetisch
    Beispiel: Spulenträger
  • Radiotechnik
    Keramische Eigenschaft: Durchlässigkeit für elektromagnetische Wellen
    Beispiel: Abdeckung für Radiotechnik und Antennen
  • Sensortechnik
    Keramische Eigenschaft: chemische und thermische Beständigkeit
    Beispiel: Sensoreinkapselung z. B. Thermoelementschutzrohr
  • Nuclear Magnetic Resonance (NMR)
    Keramische Eigenschaft: Durchlässigkeit für Magnetfelder
    Beispiel: Probenhalter
  • Analysetechnik
    Keramische Eigenschaft: Hochtemperaturbeständigkeit
    Beispiel: Tiegel und Proben-Container für thermische Analysen
  • Hochtemperatur Heizsystem
    Keramische Eigenschaft: elektr. Isolator, Hochtemperaturbeständigkeit
    Beispiel: Hochtemperaturheizer bis über 1200°C
  • Wärmetauscher
    Keramische Eigenschaft: relativ hohe Wärmeleitfähigkeit von Al2O3, Hochtemperaturbeständigkeit
    Beispiel: Wärmetauschkörper in der chemischen Synthese im Labormaßstab für aggressive Medien, wie HF und HCl
  • Fluidreaktoren, Mischsysteme
    Keramische Eigenschaft: Abriebfestigkeit, chemische Beständigkeit
    Beispiel: Systeme zum Vermischen von abrasiven Medien und chemisch aggressiven Fluiden
  • Plasmadüse
    Keramische Eigenschaft: Materialbeständigkeit, elektr. Isolation
    Beispiel: Düsen für Plasmabehandlung
  • Dentalindustrie
    Keramische Eigenschaft: Hochtemperaturbeständigkeit
    Beispiel: Brennhilfsmittel wie Sintergestelle für den Sintervorgang der Dentalkeramiken

Technologie

Als Ausgangsstoff wird eine Suspensionsflüssigkeit bestehend aus einem lichtempfindlichen Harz und dem Keramikpulver verwendet. Wie auch bei mittlerweile gängigem Kunststoff 3D-Druck wird eine UV-Lichtquelle in Form von DLP (Digital Light Processing) dazu genutzt, um das Harz punktuell auszuhärten. Schicht für Schicht entsteht so der Grünling, wie er im Fachjargon bezeichnet wird. Zu diesem Zeitpunkt ist das 3D-gedruckte Bauteil ein Komposit, bei dem die Keramikpartikel in einem durch das UV-Licht ausgehärteten Kunststoff eingebettet sind.

Erst bei der nachfolgenden thermischen Behandlung wird aus dem Komposit ein dichter keramischer Werkstoff. Dazu wird im ersten Schritt der Kunststoff durch langsames Aufheizen vollständig herausgebrannt und das Bauteil anschließend bei über 1600 °C gesintert. Erst danach erhält das Bauteil die finalen Eigenschaften der Hochleistungskeramik.

Über die Hilgenberg-Ceramics GmbH & Co. KG

Die Kompetenz von Hilgenberg-Ceramics erstreckt sich über die Schnittmenge des 3D-Drucks und der technischen Keramik. Zusammen mit unseren Kunden realisieren wir neuartige und individuelle Produkte. Dazu verwenden wir unsere 3D-Drucktechnologie und unser Know-How in technischer Keramik. In Deutschland und der EU zählen wir damit zu den wenigen Anbietern, die diese zwei Kompetenzen vereinen.

Wir erzielen so mit der additiven Fertigung der technischen Keramik einen Mehrwert für unsere Kunden, denn die Einsatzfelder reichen von Medizintechnik über Dental und Maschinenbau bis hin zu Sensortechnik und Hochtemperaturheizsystemen. Der keramische 3D-Druck wird vor allem dort eingesetzt, wo hohe Ansprüche an Designfreiheit und besondere Anforderungen an das Material gestellt werden. Als Werkstoffe für den 3D-Druck bieten wir die Keramiken Aluminiumoxid (Al2O3) und Zirkonoxid (ZrO2) an. Zudem bieten wir auch Fused Silica als Werkstoff an, z. B. für Investment Casting Kunden.

Firmenkontakt und Herausgeber der Meldung:

Hilgenberg-Ceramics GmbH & Co. KG
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56203 Höhr-Grenzhausen
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