Onderzoeksinstituut KIT toont dit jaar op de Hannover Messe het CeraMMAM platform: daarmee 3D print het multi-materiaal keramische componenten. Toepassingen denken de onderzoekers te vinden in zowel de machinebouw, medische technologie, lucht- en ruimtevaart en elektronica en sensortechnologie. Ook de combinatie van metaal en keramiek is in de toekomst mogelijk.
Onderzoekers van het wbk-Instituut für Produktionstechnik van KIT in Karlsruhe hebben een systeem ontwikkeld om verschillende keramische materialen al tijdens het printproces te combineren. Dit materiaalsysteem vormt de basis voor Multi Material Additive Manufacturing (MMAM). In één enkele printbewerking kunnen twee keramische materialen worden verwerkt en tot één onderdeel worden samengevoegd.
Ook combinatie van keramiek met metaal is mogelijk
Drie stappen proces
De keramische of metalen partikels worden vooraf vermengd met een resin tot een homogene suspensie. Deze wordt daarna verwerkt in een op fotopolymerisatie gebaseerde 3D printproces. Tijdens het 3D printen kan men de suspensie wisselen om meerdere materiaalcombinaties te maken. In deze suspensie zit een bindmiddel dat de keramische of metalen deeltjes tijdens het 3D printen samenhoudt. Deze binder wordt later thermisch verwijderd waarna de onderdelen gesinterd worden en hun definitieve maat en dichtheid verkrijgen.
Meerdere materiaalcombinaties
Tot nog toe hebben de onderzoekers combinaties getest van Aluminiumoxide (Al₂O₃), Zirkonoxide (ZrO₂) en hybride materialen, zoals met Alumina versterkt Zirkonia en omgekeerd, met Zirkonia versterkt Alumina. Eerste proeven met koperdeeltjes laten het potentieel van hybride keramiek-metaalcomponenten zien. De onderzoekers zijn nu vooral bezig om voor verschillende materiaalcombinaties de juiste parameters te ontwikkelen. De Lithoz AM-machine die ze hiervoor gebruiken, is minimaal aangepast.
Toepassingsgebieden met potentieel
Het KIT zegt veel potentieel voor CeaMMAM te zien. Toepassingen waar je aan moet denken, zijn de vinden in de machinebouw (slijtvastheid, hardheidszones); medische technologie (patiëntspecifieke implantaten); de lucht- en ruimtevaart (lichtgewicht, hittebestendige structuren); energietechniek (chemisch inerte keramieken) en elektronica en sensortechnologie (keramiek‑metaal hybride structuren). Het printplatform is momenteel nog beperkt tot 40 bij 70 mm en 170 mm hoogte. De maatvastheid is hoog (na het sinteren) en de oppervlakken zijn glad. Mechanische nabewerking zoals frezen is niet nodig.
KIT vind je op de Hannover Messe in hal 11. De industriebeurs heeft dit jaar namelijk een volledig nieuwe indeling én een nieuwe opzet. Daarover kun je meer lezen in dit artikel in Solutions Magazine.
Registreren voor de beurs kan hier.
