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Aufbau dreidimensionaler keramischer Strukturen durch lokale Sinterung


Kurzfassung

Das neue Verfahren betrifft eine Technologie zum Aufbau von dreidimensionalen keramischen Strukturen durch lokale Sinterung im Volumen eines keramischen Grünkörpers und anschließendes Herauslösen der gesinterten Struktur aus dem Grünkörper. Mit diesem Verfarhen können z. B. (poröse) Knochenstrukturen hergestellt werden. Nutzen des neuen Verfahrens: Erübrigung eines schichtweisen Aufbaus, Zeitersparnis und homogene Mikrostruktur.


Hintergrund

Herkömmlicherwiese erfolgt der Aufbau eines Grünkörpers derart, dass die Oberfläche des Grünkörpers jeweils in einer zweidimensionalen Ebene an ausgewählten Punkten durch Lenken eines Laserstrahls gesintert wird. Auf diese Weise wird der Grünkörper schichtweise aufgebaut.


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Problemstellung

Wesentliche Nachteile des Stands der Technik sind anisotrophe Mikrostrukturen und Zeitverlust durch den Schichtaufbau.


Lösung

Gegenüber herkömmlichen additiven Verfahren kommt das neue Verfahren ohne einen schichtweisen Aufbau aus. Dazu wird ein Block aus keramischem Pulver (z. B. SiO2, ZrO2, Al2O3) verwendet. Die Pulverkörner weisen eine Größe auf, die das Durchdringen von Laserlicht ermöglicht. Somit kann durch selektive Bündelung mehrerer Laserstrahlen oder durch Konzentration eines einzelnen Laserstrahls in Verbindung mit einer Rotation des Grünkörpers ein lokaler Sintervorgang eingeleitet werden. Das ungesinterte Restpulver kann nach dem Sintervorgang mittels Wasser entfernt werden. In Abb. 1 ist der Teileaufbau schematisch dargestellt.


Vorteile

  • Erübrigung eines schichtweisen Aufbaus Zeitersparnis (kein Schichtaufbau notwendig, folglich kontinuierlicher Laserprozess möglich)
  • homogene Mikrostruktur vergleichbar konventionell hergestellter Bauteile geringe Maschinengröße

Anwendungsbereiche

Aufbau von dreidimensionalen keramischen Strukturen, z. B. (poröse) Knochenstrukturen


Service

Lizenz zur gewerblichen Nutzung


EZN Erfinderzentrum Norddeutschland GmbH

Dr.-Ing. Hanns Kache
0511 850 308-0
kache@ezn.de
www.ezn.de
Adresse
Theaterstraße 2
30159 Hannover



Entwicklungsstand

Prototyp


Patentsituation

  • DE 10 2013 114 003 B4 erteilt

Stichworte

lokales 3D-Lasersintern, keramische Bauteile, Rapid Prototyping, komplexe Strukturen

Angebot Anbieter-Website


Kontakt | Geschäftsstelle

TransferAllianz e. V.
Christiane Bach-Kaienburg
(Geschäftsstellenleiterin)

c/o PROvendis GmbH
Schloßstr. 11-15
D-45468 Mülheim an der Ruhr