schmuckelement

Formgebung

Die Stereolithographie (SLA) ist aktuell die Technologie die es erlaubt, Hochleistungskeramiken in der dafür notwendigen Qualität zu verarbeiten. Sie basiert auf der Photopolymerisation eines flüssigen Harzes, gefüllt mit Keramikpartikeln, welches Schicht für Schicht, ähnlich wie bei anderen AM-Technologien, aufgebaut wird. Typische Zusammensetzungen für jene Suspensionen sind unter anderem eine Monomerlösung, ein Photoinitiator und Additive für die Dispergierung des keramischen Pulvers, mit einer Konzentration von 40-60 Vol.-%. Resultierende hohe Sinterdichten und die Verwendung von feinen Keramikpartikeln sind entscheidende Gründe dafür, die Stereolithographie für die Herstellung insbesondere der technischen (Multimaterial) sowie der optischen Keramiken, nutzbar machen zu können. In Kombination mit dem breiten Erfahrungsschatz des FGK auf dem Gebiet transparenter Keramiken, soll jene Anlage demnach für eine umfassende Entwicklung unterschiedlicher Werkstoffgruppen mit transparenten Eigenschaften genutzt werden. Daraus können bislang ungeahnte Anwendungsfelder dieser Materialien erschlossen werden.

CeraFab Multi 2M30, Lithoz GmbH

Ein aktueller Nachteil des SLA-Verfahrens ist jedoch der Umstand, dass noch nicht alle Materialien verarbeitet werden können. So verfügen beispielsweise Nichtoxide wie Siliciumcarbid über ein derart hohes Absorptionsvermögen gegenüber den für das Verfahren spezifischen Wellenlängen, dass diese nicht mehr in benötigtem Maße dem Aushärtevorgang der photosensitiven Polymere zur Verfügung stehen. Um jedoch alle, für die technische Keramik relevanten Werkstoffe bearbeiten zu können, soll die Additive Fertigung sowohl oxidischer als auch nichtoxidischer keramischer Werkstoffe am FGK mittels thermoplastischer Verarbeitung von Feedstocks erfolgen. Diesbezüglich erweist sich das CEM-Verfahren (composite extrusion modelling) als probates Verfahren, da hier der Materialauswahl nahezu keine Grenzen gesetzt sind. In Kooperation mit der Universität Koblenz werden hier die komplexen Mischungen aus keramischen Rohstoffen und chemischer Prozessadditive entwickelt und auf den Druckprozess hin angepasst und optimiert.

ExAM 255, Aim3D GmbH

Im Gegensatz zu den meisten technisch keramischen Werkstoffen, weisen Tone, wie sie in großer Menge im Westerwald vorkommen, feuchtplastische Eigenschaften auf. Da diese Werkstoffgruppe für das FGK, den Westerwald und dessen Industrie von sehr großer Bedeutung ist, soll auch diese werkstofftechnisch für die Additive Fertigung in Gänze erschlossen werden. In diesem Fall arbeiten wir mit dem Deltadrucker WASP 40100 Clay.

Delta WASP 40100 Clay, CSP s.r.l.

Im Bereich der Feuerfestkeramiken, unter Federführung der Hochschule Koblenz, werden die im Intensivmischer hergestellten Betone über Rohr- respektive Schlauchleitungen unter Druck zur Druckdüse bewegt. Für diese Fördertechnik wird eine Schneckenpumpe eingesetzt, die aber auf die Anforderungen des Contour Craftings im Projektverlauf angepasst werden muss. Ein wichtiger Bestandteil dieser Anpassung wird die Entwicklung eines Mischsystems sein, welches im Bereich der Applikationsdüse eine möglichst homogene Beimengung von Additiven, die zur Beschleunigung der Hydratation dienen sollen, ermöglicht. Um die Druckdüse im dreidimensionalen Raum punktgenau zu platzieren und somit den Schicht-für-Schicht-Aufbau der Bauteile durchzuführen, wird ein 6-Achsen-Industrieroboter der Firma ABB Automation GmbH mit einer maximalen Traglast von 40 kg und einer Reichweite von über 2 x 2 m als Trägersystem verwendet (Modell IRB 4600-40/2.55). Diese Spezifikationen sind notwendig, um die geplanten großformatigen Bauteile erstellen zu können.

6-Achsen-Industrieroboter, ABB Automation GmbH

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