SiSiC und Al₂O₃ im 3D-Druck

CeramTec bietet additive Fertigung mit zwei Hochleistungskeramiken: Siliziumkarbid (SiSiC) unter dem Markennamen ROCAR® 3D sowie Aluminiumoxid (Al₂O₃) unter dem Markennamen RUBALIT® 3D. Beide Werkstoffe eignen sich für industrielle Anwendungen mit extremen Anforderungen an Temperatur-, Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit – von keramischen Prototypen bis zur Serie.

Der keramische 3D-Druck (Additive Manufacturing) ermöglicht die Herstellung komplexer Bauteile direkt aus CAD-Daten – ganz ohne Werkzeuge oder aufwändige Bearbeitungsschritte wie Grünbearbeitung oder Fräsen. Hinterschneidungen und frei gestaltete Geometrien sind realisierbar, die mit traditionellen Verfahren nicht oder nur mit sehr hohem Aufwand herstellbar wären. Konstruktionsänderungen sind per Mausklick möglich, und auch die gleichzeitige Fertigung mehrerer Bauteile auf einem 3D-Drucker ist bei CeramTec möglich. Das Ergebnis: kürzere Produktionsvorlauf- und Umrüstzeiten sowie maximale Designfreiheit.

SiSiC im 3D-Druck (ROCAR® 3D) eignet sich besonders für Anwendungen unter extremen Betriebsbedingungen: Der Werkstoff ist temperaturbeständig bis 1.350 °C, verfügt über eine sehr hohe Härte, Steifigkeit und Biegefestigkeit, eine hohe Wärmeleitfähigkeit sowie eine hohe chemische Beständigkeit. Zudem besitzt SiSiC eine um 10 % geringere Dichte als Metall und weist eine elektrische Leitfähigkeit auf. 

Damit ist der Werkstoff ideal für leichte Struktur- und Funktionsteile, z. B. in der Halbleiterindustrie, im Maschinen- und Anlagenbau oder im Bereich Verschleißschutz. Die Materialeigenschaften additiv gefertigter SiSiC-Bauteile entsprechen dabei bis auf wenige Prozentpunkte denen konventionell gefertigter Bauteile.

CeramTec setzt für den Al₂O₃-3D-Druck (RUBALIT® 3D) auf die Material-Jetting-Technologie in Zusammenarbeit mit dem israelischen Technologieanbieter XJet. Dabei werden Flüssigkeiten mit keramischen Nanopartikeln Schicht für Schicht mit Mikrometergenauigkeit aufgebaut – durch Druckköpfe mit Tausenden von Tintenstrahldüsen. 

Diese Präzision ermöglicht winzige, hochkomplexe Bauteile – auch bewegliche Teile in einem einzigen Druckvorgang. Al₂O₃ überzeugt durch sehr gute elektrische Isolierung, hohe mechanische Festigkeit, hohe Härte (>1.600 HV), Korrosions- und Verschleißbeständigkeit sowie eine Betriebstemperatur von über 1.000 °C (ohne mechanische Belastung). Typische Einsatzbereiche sind medizinische Geräte, Messinstrumente und Feinmechanik.