Zur Zeit ist das Thema 3D-Drucker in aller Munde. Während zukünftig wohl auch Flugzeuge gedruckt werden, widmen sich andere Unternehmen ganz anderen Anwendungsbereichen. Ein Beispiel wäre etwa der sogenannte 3D-Doodler von WobbleWorks mit dem sich kreative Gebilde in die Luft zaubern lassen. Wieder einen anderen Weg haben Johannes Homa und Johannes Patzer eingeschlagen. Die beiden Tüftler haben am Institut für Werkstoffwissenschaften an der Technischen Universität Wien jahrelang daran geforscht wie auch Keramikbauteile gedruckt werden können.
Eine besondere Schwierigkeit im Entwicklungsprozess bestand in puncto Festigkeit und Dichte, worin sich Keramik erheblich von anderen Werkstoffen unterscheidet.
„Keramik wird überall dort eingesetzt, wo andere Materialien versagen, z.B. bei extrem hohen Temperaturen, in stark belasteter Umgebung oder überall dort, wo steife Materialien notwendig sind. Außerdem punktet Keramik durch seine hohe Biokompatibilität“, bringt es Johannes Homa auf den Punkt. So sehen die Wissenschaftler das Einsatzfeld ihres 3D-Druckers vornehmlich in der Industrie – von der Automobilbranche bis zur Medizintechnik. Nebenbei sollte noch bemerkt werden, dass sich die Kosten für diesen speziellen 3D-Drucker derzeit noch auf €200.000 belaufen.
Beim Druckprozess selbst wird das Ausgangsmaterial, der sogenannte Schlicker bestehend aus Keramikteilchen und Fotopolymeren, Schicht für Schicht aufgetragen und durch Belichtung gehärtet.
„Diese Schichten sind dünner als ein menschliches Haar. Anschließend kommt das fertige Bauteil in den Brennofen“, erklärt Homa.
Je nach Größe des Bauteils dauert das Druckverfahren drei bis fünf Stunden und stellt damit konventionelle Methoden durch die Kosten- und Zeitersparnis in den Schatten.
„Mit unserer Maschine ist die Baugröße derzeit auf eine Visitenkarte beschränkt, 67×43 Millimeter. Aber wir haben Anfragen aus der Industrie, die von einer Schraube mit der Höhe von einem Millimeter bis zu einem Bauteil von einem Meter Durchmesser gehen. Wir werden uns jetzt genau anschauen, in welche Richtung wir weiter entwickeln werden. Ein großer Vorteil unseres Verfahrens ist, dass wir sehr kleine und präzise Bauteile herstellen können, aber vor allem hier wünscht die Industrie noch feinere Teile. Wahrscheinlich wird die Erstentwicklung in diese Richtung gehen“, berichtet Homa.
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