Additive Keramische Fertigung
Leitfaden Technologien
Vorstellung der 3D-Druck-Verfahren VPP und FFF
additive Weise eine Form oder eine „verlorene“ Form hergestellt werden, die anschließend mit dem eigentlichen Material befüllt oder beschichtet werden.
Fused Filament Fabrication (FFF)
Das FFF gehört zu den thermoplastbasierten additiven Fertigungsmethoden, bei dem ein Bauteil linienweise über Ablage eines aufgeschmolzenen Feedstocks/Filaments aufgebaut wird. Die Verfestigung erfolgt über die Abkühlung und Erstarrung des thermoplastischen Binders. Auf diese Weise können Strukturen mit Schichtdicken zwischen 0.03 und 1.2 mm aufgebaut werden.
Das Verfahren gliedert sich in mehrere Herstellungsschritte:
- Aufbereitung des keramischen Pulvers und des thermoplastischen Binders
- Filament- oder Granulatherstellung für den thermoplastischen 3D-Druck
- 3D-Druck über Aufschmelzen des Feedstocks/Filaments und linienweisen Auftrag des Materials
- Thermische Behandlung (Entbinderung und Sinterung der Bauteile)
Eine mechanische Nachbehandlung der Bauteiloberfläche kann im gedruckten, entbinderten oder gesinterten Zustand erfolgen. FFF ist eine anerkannte und weitverbreitete Technologie zur Herstellung komplexer, makroskopischer Strukturen.
Vat Photopolymerization (VPP)
VPP ist ein suspensionsbasiertes additives Fertigungsverfahren, bei dem die Materialablage schichtenweise erfolgt. Den Ausgangspunkt dieser Formgebung bildet eine lichthärtende Suspension aus keramischem Pulver und photosensitivem Monomer.
Vergleichbar zur Stereolithografie erfolgt mit Licht einer definierten Wellenlänge eine radikalische Polymerisation des Bindersystems, wodurch die Suspension verfestigt wird.
Die Initiierung der Polymerisation erfolgt selektiv mittels Bestrahlung mit blauem Licht über ein DLP (Direct Light Processing)-Modul, wodurch alle zu vernetzenden Bereiche einer Ebene gleichzeitig belichtet werden. In kommerziell verfügbaren Anlagen können Schichthöhen zwischen 25 μm und 100 μm variiert werden, die laterale Auflösung beträgt 40 μm. Voraussetzung für die Verarbeitbarkeit eines keramischen Materials über VPP ist die Durchlässigkeit des Pulvers für Licht im Wellenlängenbereich der verwendeten DLP-Lichtquelle.
Deutsche Keramische Gesellschaft e.V. (DKG)
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