Vortrag (20 Min., 5 Min. Diskussion, 5 Min. Raumwechsel)
3D-Druck von Kohlenstoff und Siliziumkarbid auf dem Weg zur Anwendung
Donnerstag (19.09.2019) 15:00 - 15:30 Uhr Sachs Saal Bestandteil von:| 14:30 | Vortrag (20 Min., 5 Min. Diskussion, 5 Min. Raumwechsel) | Integration magnetischer Funktionalitäten in laserstrahlgeschmolzene Metallkomponenten für neuartige sensorische Anwendungen 0 | Dr.-Ing. Florian Bittner |
| 15:00 | Vortrag (20 Min., 5 Min. Diskussion, 5 Min. Raumwechsel) | 3D-Druck von Kohlenstoff und Siliziumkarbid auf dem Weg zur Anwendung 1 | Dr. Oswin Öttinger |
3D-Druck von Kohlenstoff und Siliziumkarbid auf dem Weg zur Anwendung
Oswin Öttinger, Tanja Damjanovic, Oleg Benevolenski und Andreas Kienzle
SGL Carbon GmbH
Werner-von-Siemens-Straße 18
86405 Meitingen
Die additive Fertigung von keramischen Bauteilen steht im Vergleich zu thermoplastischen Kunststoff- oder Metall-Bauteilen noch am Beginn der Entwicklung. Für filigrane Keramikbauteile werden heute meist stereolithographische Verfahren verwendet, während für größere Bauteile vor allem das sogenannte Binder-Jetting-Verfahren wirtschaftlich attraktiv erscheint. Aus diesem Grund konnte sich das Verfahren in der Zwischenzeit für die Herstellung von Sandkernen und Sandformen für den Metallguss erfolgreich etablieren.
Gegenstand dieser Arbeit ist es, das Binder-Jetting-Verfahren auf Kohlenstoff-, Graphit- oder Siliziumkarbid-Pulver anzuwenden und durch Nachveredelungsprozesse wie Harzinfiltration oder Flüssigphasensilizierung in hochwertige Verbundbauteile zu überführen. Des Weiteren wird anhand eines Beispiels gezeigt, dass durch den Einsatz der Topologieoptimierung Vorteile hinsichtlich eines effizienteren Materialeinsatzes sowie des Leichtbaus erschlossen werden können.
Die harzimprägnierten Kohlenstoff- oder Siliziumkarbid-Bauteile sind hinsichtlich ihrer Temperaturbeständigkeit derzeit auf Tmax von 200°C begrenzt. Neben dem Formenbau können daher insbesondere komplexe Bauteile des chemischen Apparatebaus wie Kolonneneinbauten, Pumpenkomponenten, statische Mischer und Düsen im 3D-Druck hergestellt werden.
Wendet man die Flüssigphasensilizierung auf 3D-gedruckten Kohlenstoff oder Siliziumkarbid an, ergibt sich ein leichter, extrem harter und abrasionsstabiler Werkstoff mit einer Temperaturstabilität von bis zu 1400°C. Dadurch rücken auch Hochtemperaturanwendungen wie z.B. Hochtemperaturwärmetauscher oder Bauteile rund um den Ofenbau in Form von Auskleidungen, Brennerdüsen, Heizelementen, Brenn- und Chargier-Hilfsmittel in greifbare Nähe.
Gerade durch die Kombination der Designfreiheit des 3D-Drucks, die Topologieoptimierung und die materialspezifischen Eigenschaften von Kohlenstoff und Siliziumkarbid lässt sich noch eine Fülle von neuen, zukunftsträchtigen Lösungen erschließen.
