Cool: Projekt der Montanuni ermöglicht innovative 3D-Achitekturen
Im November 2023 startete ein FFG BRIDGE-Projekt am Lehrstuhl für Struktur- und Funktionskeramik (ISFK) der Montanuniversität Leoben in Kooperation mit der Firma Lithoz GmbH.
Das Projekt soll unter anderem an frühere Forschungsarbeiten des ISFK im Bereich der additiven Fertigung und der Kombination verschiedener Keramiken (Multimaterialien) anknüpfen und zu einem besseren Verständnis der Sinterung 3D-gedruckter Hochleistungs-Keramiken beitragen. Im besonderen Fokus des gestarteten BRIDGE- Projekts steht hierbei die gezielte Kombination verschiedener Materialien mit unterschiedlichen Eigenschaften mittels Multimaterial 3D-Drucks. Die Gesamtdauer des Projekts beträgt 36 Monate. Die Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft (FFG) fördert in BRIDGE-Projekten die Zusammenarbeit von wissenschaftlichen Instituten und Unternehmen an grundlagennahen Themen, die durch Wissenschaftstransfer eine wirtschaftliche Verwertungsperspektive aufweisen sollen.
Wissenschaft trifft Wirtschaft
Die additive Fertigung von keramischen Komponenten ermöglicht die Herstellung von 3D- Architekturen mit hochkomplexen Geometrien. Dadurch eröffnen sich vielfältige Anwendungsbereiche, von technischen Applikationen bis hin zu medizinischen Implantaten. Mit den von Lithoz eingesetzten 3D-Druckern können besonders hochauflösende Komponenten im Lithography-based Ceramic Manufacturing (LCM)-Verfahren hergestellt werden. Mit einem Multimaterial 3D-Drucker können sogar mehrere Materialien in einem Bauteil kombiniert werden.
Montanuni ebnete den Weg
Als möglicher limitierender Faktor für den Einsatz von Strukturkeramiken ist das spröde Bruchverhalten zu betrachten. Aus diesem Grund wird kontinuierlich daran gearbeitet, die mechanische Belastbarkeit und / oder Festigkeit von Keramiken zu erhöhen. Im Jahr 2019 wurde am ISFK Leoben das ERC-Projekt „CERATEXT“ gestartet. Das Projekt erforscht bioinspirierte texturierte Strukturen, um die Schadenstoleranz von Keramiken zu erhöhen. Die Festigkeit und Schadenstoleranz von keramischen Bauteilen kann in Multimaterialdesigns durch das gezielte Einbringen von Eigenspannungen erfolgreich erhöht werden.
Auf welche Ziele steuert man zu?
Aufbauend auf den bereits am ISFK geleisteten Vorarbeiten und mithilfe neu entwickelter
Technologien der Lithoz GmbH, wie dem keramischen Multimaterial 3D-Drucker, sollen im
Rahmen dieses BRIDGE-Projekts neuartige Konzepte in Bezug auf das architektonische
Design erstellt werden. Ein fundiertes Verständnis für das Sintern von additiv gefertigten
(Multi)Materialien soll die Grundlage für die kontrollierte Einstellung der Mikrostruktur
bilden und schließlich die Herstellung anforderungsgerechter und mechanisch belastbarer
3D-gedruckter Keramikteile ermöglichen.