Forschung & Entwicklung

Der Schlüssel für ein nachhaltiges Leben auf dem Mond ist die Möglichkeit, die erforderlichen Strukturen und Ersatzteile vor Ort und auf Abruf herzustellen. Dadurch werden Kosten-, Volumen- und Massebeschränkungen vermieden, die einen erfolgreichen Start mit allem, was für Langzeitmissionen auf dem Mond benötigt wird, verhindern würden.

Die keramische Stereolithografie ist eine revolutionäre Fertigungstechnologie, um den Bedarf an Teilen mit hochkomplexen Geometrien und hoher Genauigkeit zu decken. In Anbetracht der hohen Auflösung und der relativen Dichte der Proben wird die Möglichkeit der Herstellung hochpräziser, kleiner und komplizierter poröser Regolithteile wie Katalysatoren, Filter usw. einen bedeutenden Durchbruch bei der Ermöglichung der Erforschung des Weltraums durch Menschen über lange Zeiträume darstellen.

Turboladerrotoren aus Siliziumnitrid werden verwendet, um das Ansprechverhalten eines Motors zu verbessern. Die Verwendung von Keramikrotoren anstelle von Metall verringert die Trägheit und reduziert somit die Verzögerung. Darüber hinaus sind diese Rotoren sehr heißem Gas ausgesetzt und müssen auch unter diesen Bedingungen langlebig sein. Bisher waren komplizierte Bauteile aus Siliziumnitrid aufgrund der Einschränkungen der konventionellen Bearbeitungsverfahren nicht herstellbar. Die CeraFab 3D Drucker ermöglichen durch die LCM-Technologie die Herstellung von komplex geformten Rotoren, um die Leistung von Mikrogasturbinen zu steigern.

Sehen Sie sich ein Video über die Temperaturwechselbeständigkeitsprüfung für eine 3D-gedrucktes Bauteil aus Siliziumnitrid an. 

Das LCM 3D-Druck Verfahren für Keramik ermöglicht die Herstellung von Anwendungen mit feinsten Details und hochkomplexen inneren Strukturen bei gleichzeitig exzellenter Oberflächenqualität. Einige Beispiele sind Mikrodüsen und Ventile mit strömungsoptimierten Bahnen, Miniaturrotoren und Mikrofräswerkzeuge, elektronische Anwendungen wie komplexe und präzise Substrate sowie medizinische Sensoren, Instrumente und chirurgische Werkzeuge.

Die industrielle Serienfertigung komplexer Keramikbauteile mit Mikrostrukuturen erfordert eine Technologie, die jeden Anspruch an hohe Wiederholgenauigkeit erfüllt. Wo konventionelle Methoden wie Fräsen, Bohren, Schleifen und Keramikspritzguss deutlich an ihre Grenzen stoßen, bieten die CeraFab Drucker die skalierbare Serienfertigung von Teilen mit Merkmalen bis zu 100 µm.

Die Lithoz LCM-Technologie ist die perfekte Alternative für die Konstruktion innovativer Turbinen, die aufgrund immer extremerer Emissionsvorgaben eine stark verbesserte Kühlung verlangen, wodurch der Verbrauch nachhaltig gesenkt werden kann.

Neben der drastisch reduzierten Entwicklungszeit und somit einer deutlich schnellere Markteinführung lassen sich vor allem immer kürzere Entwicklungszyklen realisieren, da der 3D Druck komplex designter Keramikkerne ganz ohne teure Formen und langwieriger Umstellungen auskommt. Diese Effizienz macht LCM zur perfekten Wahl, wenn es um die Herstellung  innoativer Gusskerne für Luft- und Raumfahrtindustrie geht.

Researchers at the University of Leoben, working directly with Lithoz engineers, were able to achieve the highest strength of 1GPa in 3Dprinted alumina for the very first time.

Because the parts were 3D printed with different materials (using the multi-material approach), researchers were able to digitally control material placement to such a degree that these materials became even denser during sintering than alumina alone does (monolithic alumina, 650Mpa). They were able to leverage the layer-by-layer printing process to control residual stresses and effectively create a sort of "Gorilla alumina."

Read the full paper here.

The combination of metal-ceramic structures - in this case, PURE copper and alumina-based glass ceramics - enables new possibilities for 3D-printed circuit boards, electronic and telecommunication components, three-dimensional realization of conductive pathways and piezoelectric stacks or medical instruments.

Utilizing the CeraFab Multi in such applications opens the door to manufacturing even more complex structures with great potential for serial production, while simultaneously minimizing fabrication costs and shortening the entire process.