Keramik in 3D drucken und laserbearbeiten
Filigrane Details, feine Geometrien und hohle Strukturen werden durch 3D-Druck mit technischer Keramik möglich, wie diese gedruckten Schachfiguren zeigen
Auch keramische Prototypen-Bauteile lassen sich heutzutage schnell im 3D-Druck herstellen. Durch die anschließende Bearbeitung mit Ultrakurzpulslasern sowie speziellen Laseroptiken eröffnen sich völlig neue Fertigungsmöglichkeiten.
Was ist verschleißfester als Stahl und lässt sich zu Achsen und Wellen für unsere Planetengetriebe verarbeiten, um sie noch zuverlässiger und präziser zu machen? Diese Frage stellte man sich vor über 20 Jahren beim Antriebsspezialisten Maxon Motor. Stefan Zilm, Leiter Business Development & Quality Engineering im Competence Center CIM/MIM in Sexau, kennt die Antwort: Ceramic Injection Moulding (CIM), ein dem Metal Injection Moulding artverwandtes Spritzgussverfahren für Keramik.
Heute verfügt das Unternehmen über umfangreiches Know-how in Sachen technischer Keramik. Mittels CIM entstehen Serienbauteile in Stückzahlen von mehreren Zehntausend. Doch bei aller Erfahrung: Ob eine neue Idee wirklich zündet, ein Teil aus Keramik überhaupt realisierbar ist und sich so verhält wie geplant – das stellt sich selbst unter Einsatz aktueller Konstruktionsmethoden wie CAD, Finite-Elemente-Berechnungen und Simulation oft erst in der Realität heraus.
Der herkömmliche Weg eines keramischen Bauteils von der Idee zum realen Teil ist jedoch zeit- und kostenintensiv. Es bedarf einer teuren Form, um den zu sinternden Grünling herzustellen. Dieser wird anschließend in einem aufwendigen Prozess gedreht und gefräst, gesintert und nochmals schleiftechnisch bearbeitet. Zilm gibt zu: »Das ist für ein erstes Muster recht aufwendig und kostet viel Zeit und Geld.«
Keramik aus dem Drucker
Es sei denn, man nutzt den von Kunststoffen und zunehmend auch Metallen bekannten 3D-Druck. Während der Druck mit Kunststoff und Metall schon seit einigen Jahren im industriellen Alltag angekommen ist, befindet sich der Keramikdruck noch auf dem Sprung vom Labor in die Werkshallen. Doch die Vorteile schienen zu verlockend, sodass Maxon bereits vor etwa fünf Jahren erste Versuche startete, um Kunden Prototypen ihrer Keramikbauteile schneller liefern zu können – und damit echte Pionierarbeit zu leisten. Zilm: »Mit solch einem Drucker lassen sich die ersten zwei bis drei Entwicklungsschleifen viel einfacher und schneller bewältigen.« […]
Hersteller
maxon motor GmbH
D-79350 Sexau