Durchbruch in der Keramik

Oct 03, 2023

Das österreichische 3D-Keramikdruckunternehmen Lithoz und der in Deutschland ansässige Glashersteller Glassomer haben ein neues 3D-Druckmaterial namens LithaGlass auf den Markt gebracht, ein Hochleistungs-Quarzglas.

Die Lithographie-basierte 3D-Drucktechnologie für die Keramikherstellung (LCM) von Lithoz ist die einzige Methode, mit der LithaGlass präzise und komplex in 3D gedruckt werden kann. Der Verbundschlamm auf Quarzglasbasis dürfte erhebliche Auswirkungen auf den Bereich Keramik und 3D-Druck haben, sagt Lithoz.

„Glassomers Wahl des LCM-Prozesses von Lithoz als Schlüsseltechnologie zur Verwirklichung dieser Innovation beweist einmal mehr das enorme Potenzial und die Flexibilität unseres Systems. Das neue LithaGlass-Material bringt unser Unternehmen unserer Vision einen Schritt näher – Lösungen für jede Herausforderung von heute mit einem zu finden.“ 3D-gedruckte Keramikantwort“, sagte Dr. Johannes Homa, CEO von Lithoz.

Eine Möglichkeit, Innovationen in den Bereichen Keramik, Glas und 3D-Druck voranzutreiben

Nach drei neuen erfolgreichen Materialveröffentlichungen und zwei Technologieeinführungen im letzten Jahr erweitert diese neueste Erfindung das Angebot von Lithoz an 3D-Druckschlämmen. LithaGlass ähnelt eher Keramik als typische Gläser wie Kalknatronglas und hat die gleichen Materialeigenschaften wie Quarzglas, wie etwa minimale Wärmeausdehnung und hohe Temperaturwechselbeständigkeit. Mit der Einführung von LithaGlass hoffen beide Unternehmen, den Fortschritt in den Bereichen Keramik, Glas und 3D-Druck zu beschleunigen.

Nach Angaben beider Unternehmen wird erwartet, dass LithaGlass wichtige Konsequenzen für eine Vielzahl von Branchen haben wird, und beide Unternehmen sind gespannt, wie es in Zukunft eingesetzt werden wird. Dr. Frederik Kotz-Helmer, CSO von Glassomer erklärt: „Unsere transparenten hochreinen Glaslösungen bieten ein enormes Potenzial für viele Anwendungen, insbesondere für hochstabile optische und technische Teile. Mit Lithoz haben wir einen leistungsstarken Partner, dem wir unsere Gläser zur Verfügung stellen können.“ hochpräziser 3D-Druck – der Wissenschaft und Technologie erheblich voranbringen wird.“

Erkundung der LCM-Technologie für die präzise und komplexe Herstellung von Keramikteilen

Die LCM-Technologie ist ein 3D-Druckverfahren, das die exakte und detaillierte Herstellung von Keramikteilen ermöglicht. Diese Technologie basiert auf Lithographieprinzipien, bei denen ein Design mithilfe einer lichtempfindlichen Substanz auf eine Oberfläche übertragen wird. Bei LCM wird eine Keramikaufschlämmung auf eine Bauplattform gegeben und ein Projektor belichtet eine Schicht der Aufschlämmung mit UV-Licht, wodurch die Keramikpartikel aushärten und eine Schicht bilden. Schicht für Schicht wird der Vorgang fortgesetzt, bis die gewünschte Form entsteht. Anschließend wird das Werkstück bei hohen Temperaturen gesintert, um seine endgültige Härte und Dichte zu erreichen.

Die LCM-Technologie eignet sich zur Herstellung empfindlicher Keramikkomponenten mit komplexen Formen und Merkmalen, höherer Präzision und einer glatten Oberflächenbeschaffenheit. Diese Technologie wird in einer Vielzahl von Branchen eingesetzt, darunter Luft- und Raumfahrt, Biomedizin und Elektronik, wo Keramikteile für günstige Materialeigenschaften wie Hochtemperaturbeständigkeit, chemische Beständigkeit und Biokompatibilität benötigt werden.

Fortschritte im keramischen 3D-Druck

Forscher der University of Waterloo in Kanada haben eine neuartige Technik für den 3D-Druck von Haushaltsprodukten aus funktional abgestufter Keramik entwickelt. Es ist möglich, funktionell abgestufte Materialien genau so zu programmieren, dass sie von Oberfläche zu Oberfläche unterschiedliche Eigenschaften aufweisen, sodass sie für bestimmte Anwendungen geeignet sind. Das Waterloo-Team entwickelte eine Technik, um die Verformung eines abgestuften Verbundwerkstoffs auf Tonbasis während der Nassverarbeitung und des 3D-Drucks anzupassen. Dieser Ansatz ermöglicht die Erstellung von Bildschirmen, die die Beleuchtung von Lampen „abstufen“ können.

Synteris, ein in Maryland ansässiges Startup, sammelte 2,7 Millionen US-Dollar für die Entwicklung einer innovativen 3D-Drucktechnik für Keramik. Die Technologie von Synteris mit dem Namen Selective Laser Reaction Sintering (SLRS) soll als alternative Methode zur Herstellung von Teilen aus nichtoxidischen Keramiken wie Karbiden, Nitriden und Boriden eingesetzt werden. Mit dieser Finanzierung, die in Form eines ARPA-E-Zuschusses erfolgte, wollte das Unternehmen mithilfe von SLRS eine neue Art von Elektronikverpackung entwickeln, mit der die Leistung von Elektrofahrzeugen und Flugzeugen gesteigert werden kann.

Wie sieht die Zukunft des 3D-Drucks in den nächsten zehn Jahren aus?

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Das Bild zeigt, wie Lithoz und Glassomer LithaGlass auf den Markt bringen. Bild über Lithoz.

Mit einem Hintergrund im Journalismus hat Ada ein großes Interesse an Grenztechnologien und deren Anwendung in der ganzen Welt. Ada berichtet über Aspekte des 3D-Drucks, die von der Luft- und Raumfahrt über die Automobilindustrie bis hin zu Medizin und Zahnmedizin reichen.