Neues Projekt für BAM-Nachwuchsforscher
Transparente Keramik-Mikrobauteile aus dem 3D-Drucker
Eine neue wissenschaftliche Nachwuchsgruppe der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) entwickelt transparente keramische Mikrobauteile mittels 3D-Druck. Ziel ist, Keramikstrukturen für technische, optische und medizinische Anwendungen effizienter und individualisiert herzustellen.
Keramische Materialien besitzen einzigartige Eigenschaften wie Temperaturbeständigkeit, chemische Resistenz, geringe elektrische und thermische Leitfähigkeit sowie Verschleißfestigkeit. Das macht das Material für viele Hightech-Anwendungen unverzichtbar, wie beispielsweise Implantate oder Hitzeschilde in Gasturbinen, die damit langlebiger und effizienter werden.
Herausforderung bei der Verarbeitung
Die Verarbeitung technischer Keramik stellt jedoch eine besondere Herausforderung für die Industrie dar, weil das Material spröde ist und sich nur schwer in komplexe Formen bringen lässt - insbesondere je kleiner die Bauteile werden. Der an der BAM entwickelte 3D-Druck bietet hier neue Möglichkeiten, um individuell angepasste Strukturen im Mikro- bis Millimeterformat, also etwa in der Größe eines i-Punkts, zu fertigen.
Transparent trotz Keramik-Teilchen
Um eine hohe Qualität in der additiven Fertigung zu gewährleisten, müssen Druckparameter, Materialmischung und Nachbearbeitung präzise aufeinander abgestimmt werden. Eine besondere Schwierigkeit besteht darin, die Materialmischung an die jeweiligen 3D-Drucker anzupassen. Für hohe Auflösungen sind vor allem transparente “Tinten” notwendig. Die von Johanna Sänger geleitete Forschungsgruppe entwickelt Tinten, die transparent sind, obwohl sie Keramik-Teilchen enthalten. Das gelingt, wenn die Partikel besonders fein, also nur wenige Nanometer groß sind.
Neue Anwendungsfelder erschließen
»Mit unserer Forschung wollen wir für den 3D-Druck keramischer Mikrobauteile neue Anwendungsfelder erschließen und diese Technologie in die Industrie bringen«, erklärt Johanna Sänger. »Besonders im Bereich der Medizintechnik und optischer Komponenten wie Lichtleiter bietet unsere Forschung großes Potenzial für Innovationen.«
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