3D-Druck technischer Keramik: präzise Bauteile nach Maß
Mit Keramik-3D-Druck per Stereolithografie (DLP) fertigen wir sehr präzise Bauteile aus technischer Keramik – mit großer Gestaltungsfreiheit und in einer Qualität, die konventionell gefertigten Keramikteilen in nichts nachsteht. Wir liefern Ihnen fertige Teile und lösen Ihr Keramikproblem, vom Prototyp bis zur mittleren Serie.
Unser Verfahren: additive Fertigung technischer Keramik
Für den 3D-Druck technischer Keramik setzen wir Stereolithografie-Technologie von Admatec ein. Damit fertigen wir auch komplexe Keramikgeometrien präzise, effizient und wirtschaftlich. Laden Sie Ihr CAD-Modell in unser Online-Preistool hoch – Sie erhalten sofort ein Angebot.
Vom Keramikschlicker zum dichten Keramikbauteil
Ausgangsmaterial ist ein Schlicker aus lichtempfindlichem Harz und hochreinem Keramikpulver. Per Digital Light Processing (DLP), einer speziellen Form der UV-Belichtung, wird er Schicht für Schicht gezielt ausgehärtet. So entsteht der sogenannte Grünling: Keramikpartikel, eingebettet in eine Polymermatrix.
Dieser Verbund durchläuft anschließend eine kontrollierte Wärmebehandlung. Zuerst wird beim Entbindern das Polymer entfernt, danach wird das Bauteil bei über 1600 °C gesintert. Erst dann hat es seine endgültigen Eigenschaften: vollständig dichte Hochleistungskeramik mit hoher mechanischer Festigkeit und chemischer Beständigkeit.
Vorteile des Keramik-3D-Drucks
Große Gestaltungsfreiheit für komplexe Geometrien
Im Keramik-3D-Druck entstehen filigrane Geometrien und feine Strukturen, die mit klassischen Verfahren wie Fräsen, Schleifen, Pressen oder Spritzgießen nicht herstellbar sind. Komplexe, leichte Formen wie knochenähnliche Gitterstrukturen (Scaffolds), dünnwandige Tiegel mit Wandstärken ab 0,3 mm oder verzweigte innere Kanäle und Düsen lassen sich gut umsetzen.
Gewinde ab M2 drucken wir direkt mit. Für Gewinde mit höheren Anforderungen an Genauigkeit und Belastbarkeit empfehlen wir das anschließende CNC-Schleifen.
Hochreine Werkstoffe, auch nach Maß
Standardmäßig verarbeiten wir hochreines Aluminiumoxid (Al₂O₃) mit 99,9 % Reinheit und mit 3 mol% Yttriumoxid stabilisiertes Zirkonoxid (ZrO₂) (YSZ). Außerdem bieten wir angepasste Mischungen wie zirkonoxidverstärktes Aluminiumoxid ZTA an, standardmäßig als ZTA-5%-ZrO₂ und ZTA-15%-ZrO₂. So stimmen wir den Werkstoff auf die Anforderungen Ihrer Anwendung ab.
Präzision und Maßhaltigkeit
Unsere DLP-Technologie arbeitet mit einer nativen Pixelauflösung von 50 µm. Daraus ergeben sich Maßtoleranzen von ±1,5 % (mindestens ±0,15 mm). Begrenzt wird die Genauigkeit vor allem durch Verzug infolge der Schwindung beim Sintern. Ist noch mehr Präzision gefragt, bearbeiten wir ausgewählte Funktionsflächen durch CNC-Schleifen nach – mit Toleranzen bis ±5 µm.
Vollständig dichte, gasdichte Bauteile
Trotz einer linearen Schwindung von etwa 30 % beim Sintern erreichen unsere 3D-gedruckten Keramikbauteile bis zu 99,4 % der theoretischen Dichte. Damit sind sie vollständig dicht, gasdicht und für anspruchsvolle industrielle Anwendungen geeignet.
Festigkeit wie bei konventionell bearbeiteter Keramik
Die mechanische Festigkeit unserer 3D-gedruckten Keramik reicht nahe an die von konventionell bearbeiteter Keramik heran. Die Festigkeit von Keramik ist grundsätzlich statistisch verteilt und hängt von Fehlstellen im Gefüge ab. Beim schichtweisen Aufbau ist die Wahrscheinlichkeit für Unregelmäßigkeiten im Gefüge etwas höher als bei gepresster und bearbeiteter Keramik. Für die meisten Anwendungen ist der Unterschied in der Festigkeit jedoch gering.
Wird Ihr Bauteil mechanisch stark belastet, sprechen Sie mit unserem Engineering-Team. Wir schlagen Ihnen Alternativen vor, etwa einen zäheren Werkstoff wie Zirkonoxid (ZrO₂) oder eine Konstruktion, die Zugspannungen verringert: Keramik hält Druckspannungen typischerweise bis zu 10-mal besser stand als Zugspannungen.
Sehr gute Oberflächengüte
Je nach Ausrichtung beim Druck erreichen die Oberflächen typischerweise eine Rauheit von Ra 0,6–1,2 µm. Sind glattere Oberflächen gefragt, bieten wir CNC-Schleifen und Polieren an – bis zu spiegelpolierten Flächen mit Ra = 0,01 µm.
Wirtschaftlich bei kleinen, komplexen Bauteilen
Die Kosten im Keramik-3D-Druck wachsen mit dem Volumen, also mit der dritten Potenz der Bauteilabmessungen. Große Bauteile werden dadurch überproportional teuer. Bei kleinen, filigranen Teilen ist das Verfahren dagegen besonders wirtschaftlich: Bei kleinen Geometrien kann der Stückpreis sogar unter dem von Keramikspritzguss liegen.
Mit unserem Online-Preistool sehen Sie schnell, ob der Keramik-3D-Druck die beste Lösung für Ihr Projekt ist.
Konstruktionsrichtlinien für den Keramik-3D-Druck
| Darstellung | Eigenschaft / Anforderung | Wert |
|---|---|---|
 | Bauraum (max. Bauteilgröße) | X: 74 mm / Y: 41 mm / Z: 80 mm |
 | Kleinster druckbarer Kanal (Durchmesser) | 1 mm |
 | Kleinste druckbare Bohrung in dünnwandigen Bereichen | 0,1 mm |
 | Maximale Wandstärke | 10 mm |
 | Minimale Wandstärke (freistehende Wand) | 0,5 mm |
 | Minimale Wandstärke (selbsttragend, z. B. Rohr) | 0,3 mm |
 | Optimale Wandstärke | 1–3 mm |
 | Freier Überhang, einseitig (ohne Stützstruktur) | bis 2 mm |
 | Freie Überbrückung, beidseitig aufliegend (ohne Stützstruktur) | bis 3 mm |
 | Maximaler Überhangwinkel (ohne Stützstruktur) | 70° |
 | Mindestabstand zwischen Formelementen | 2 mm |
 | Allgemeintoleranz | ±1,5 % (mindestens ±0,15 mm) |
 | Bohrungstoleranz | ±0,050 mm |
 | Kleinstes druckbares Gewinde | M2 und größer, geschliffenes Gewinde empfohlen |
 | Oberflächenrauheit in Schichtebene (waagerechte Flächen) | Ra 0,4 µm |
 | Oberflächenrauheit quer zur Schichtung (senkrechte Flächen) | Ra 1,5 µm |
 | Voxelgröße nach dem Sintern | 38 µm |
Ihr Bauteil aus technischer Keramik
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