{"id":61378,"date":"2025-02-19T00:01:03","date_gmt":"2025-02-18T23:01:03","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/?p=61378"},"modified":"2025-02-17T11:32:59","modified_gmt":"2025-02-17T10:32:59","slug":"additiven-fertigung-mit-technischer-keramik-fuer-industrielle-anwendungen-190220251","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/additiven-fertigung-mit-technischer-keramik-fuer-industrielle-anwendungen-190220251\/","title":{"rendered":"Vom Prototyping zur Gro\u00dfserienproduktion: Die Rolle von AM mit technischer Keramik f\u00fcr industrielle Anwendungen"},"content":{"rendered":"

Unter den verschiedenen Materialien f\u00fcr den 3D-Druck weckt die technische Keramik gro\u00dfe Neugier und gro\u00dfes Interesse. Dies zeigt sich daran, dass der Markt f\u00fcr den keramischen 3D-Druck von Jahr zu Jahr w\u00e4chst, da er in verschiedenen Branchen seinen Platz findet. Einem aktuellen Bericht von Fundamental Business Insights<\/em> zufolge wurde der weltweite Markt f\u00fcr 3D-Druck-Keramik im Jahr 2023 auf etwa 45,12 Millionen US-Dollar gesch\u00e4tzt und wird bis 2032 voraussichtlich 519,72 Millionen US-Dollar erreichen, mit einer durchschnittlichen j\u00e4hrlichen Wachstumsrate (CAGR) von 31,2 % zwischen 2024 und 2032.<\/p>\n

Dieses Wachstum l\u00e4sst sich durch das zunehmende Interesse an technischer Keramik<\/a> und ihren fortschrittlichen Eigenschaften erkl\u00e4ren, darunter chemische Best\u00e4ndigkeit, elektrische Isolierung, hohe Temperaturbest\u00e4ndigkeit und Biokompatibilit\u00e4t. Diese Eigenschaften machen sie ideal f\u00fcr anspruchsvolle Branchen wie Luft- und Raumfahrt<\/a>, Automobilbau<\/a>, Energie und Medizin<\/a>.<\/p>\n

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Die additive Fertigung von Keramik ist eine zunehmend pr\u00e4sente Technologie f\u00fcr industrielle Anwendungen.<\/p><\/div>\n

Technische Keramik<\/a> ist zwar ideal f\u00fcr Hochleistungsanwendungen, dennoch ist es nicht immer einfach, diese Materialien zu verarbeiten. Die Herausforderung beim Umgang mit keramischen Werkstoffen in der Teileproduktion besteht darin, die Materialeigenschaften und die Qualit\u00e4t f\u00fcr jedes Teil zu erhalten. Bei Produktionssteigerungen oder komplexen Geometrien k\u00f6nnen Probleme wie Porosit\u00e4t, Oberfl\u00e4chenrauhigkeit und Ma\u00dfhaltigkeit auftreten.<\/p>

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Um dieser Herausforderung zu begegnen, haben sich heute mehrere Unternehmen entschieden, sich auf den keramischen 3D-Druck zu spezialisieren und die Machbarkeit der additiven Fertigung in Keramik f\u00fcr komplexe, serielle Anwendungen zu demonstrieren. Zu diesen Unternehmen geh\u00f6rt Bosch Advanced Ceramics, das 2014 als Teil der Tochtergesellschaft Bosch Business Innovations innerhalb der renommierten Bosch-Gruppe gegr\u00fcndet wurde und sich seitdem auf die industrielle Fertigung mit keramischer additiver Fertigung spezialisiert hat. Ziel von Bosch Advanced Ceramics ist es, die L\u00fccke zwischen Prototyping und industrieller Gro\u00dfserienfertigung von Keramikbauteilen zu schlie\u00dfen.<\/p>\n

Was sind die Vorteile der additiven Fertigung von technischer Keramik f\u00fcr industrielle Anwendungen?<\/h3>\n

Die Vorteile der additiven Fertigung im Vergleich zu herk\u00f6mmlichen Herstellungsverfahren sind hinl\u00e4nglich bekannt. Dazu geh\u00f6ren die F\u00e4higkeit, hochdetaillierte und komplexe Teile herzustellen, ein flexiblerer und optimierter Prozess, die M\u00f6glichkeit, mehrere Funktionen in ein einziges Bauteil zu integrieren, um innovativere Produktdesigns zu erm\u00f6glichen, eine schnellere Markteinf\u00fchrung und Einsparungen in Bezug auf Geld und Zeit. Aber das ist noch nicht alles.<\/p>\n

Wenn wir die additive Fertigung mit technischer Keramik n\u00e4her betrachten, ist es auch wichtig festzustellen, dass AM es erm\u00f6glicht, die Verwendung von teuren Formen zu vermeiden, insbesondere f\u00fcr kleine und komplexe Teile. Dies tr\u00e4gt auch dazu bei, lange Wartezeiten und hohe Kosten f\u00fcr ihre Herstellung und Lieferung zu verringern. Ein weiterer wichtiger Punkt ist, dass die keramische additive Fertigung den Zugang zu einer flexiblen Fertigung erm\u00f6glicht, die sich leicht an ver\u00e4nderte Design- und Produktionsanforderungen anpassen l\u00e4sst.<\/p>\n

Dank dieser zahlreichen Vorteile profitieren heute immer mehr Unternehmen von der Herstellung keramischer Bauteile in gro\u00dfem Ma\u00dfstab durch additive Fertigung. Dies zeigt deutlich, dass die Technologie nicht mehr, wie manchmal f\u00e4lschlicherweise angenommen, auf die Welt des Prototyping beschr\u00e4nkt ist.<\/p>\n

Ashu Sharma, CSO Bosch Advanced Ceramics, ist der Meinung, dass es wichtig ist, diese Vorteile zu kommunizieren, da sie noch nicht allen bekannt sind: \u201eDa die additive Fertigung eine relativ junge Technologie ist, sind sich viele unserer Kunden nicht aller Vorteile bewusst. Wir inspirieren unsere Kunden in technischen Besprechungen und zeigen ihnen, wie sie diese Vorteile nutzen und die Technologie optimal einsetzen k\u00f6nnen<\/em>.\u201c Die Herausforderung besteht also darin, das Potential der keramischen additiven Fertigung und die Breite der m\u00f6glichen Anwendungen den meisten Menschen bekannt zu machen.<\/p>\n

Anwendungsf\u00e4lle von additiver Fertigung mit technischer Kreamik in verschiedenen Branchen<\/h3>\n

Aber wie lassen sich diese Vorteile in fortschrittliche Teile umsetzen? Wir haben Bosch Advanced Ceramics gebeten, uns konkrete Beispiele f\u00fcr umgesetzte Anwendungsf\u00e4lle zu zeigen. Interessanterweise lassen sich diese Technologie und diese Werkstoffe tats\u00e4chlich an eine Vielzahl von Anwendungen und unterschiedliche Branchen anpassen.<\/p>\n

Bosch Advanced Ceramics bedient Sektoren, die jeweils einzigartige Herausforderungen darstellen und ma\u00dfgeschneiderte L\u00f6sungen erfordern. Dazu geh\u00f6ren vor allem die Medizin-, Halbleiter-, Energie-, Automobil- und Elektronikindustrie. Zu den j\u00fcngsten Projekten des Unternehmens geh\u00f6rt die Herstellung einer sehr kleinen und komplizierten Isolierh\u00fclse f\u00fcr ein Medizintechnikunternehmen. Die H\u00fclse wurde f\u00fcr die elektrische Isolierung eines 0,5-mm-Drahtes in einem laparoskopischen Instrument entwickelt. Die Herausforderung bestand darin, ein Bauteil mit einem maximalen Au\u00dfendurchmesser von 1,3 mm und einer Wandst\u00e4rke von nur 90 \u00b5m herzustellen. Anforderungen, die mit herk\u00f6mmlichen Fertigungsmethoden kaum zu erreichen sind.<\/p>\n

Dank der 3D-Druck-Technologie konnte Bosch Advanced Ceramics diese Herausforderung meistern, indem es schnelle \u00c4nderungen an Design und Prozessparametern vornahm und so seinen Fertigungsansatz verfeinern konnte. Durch den Einsatz der Lithographie-basierten Keramikfertigung (Lithography-based Ceramic Manufacturing, LCM<\/em>) von Lithoz konnte das Unternehmen bis zu 1.400 Teile in einem einzigen Druckprozess und bis zu 50.000 Teile in einem Jahr herstellen. Der Erfolg des Projekts erm\u00f6glichte auch die Einf\u00fchrung innovativer und weniger invasiver laparoskopischer Instrumente f\u00fcr Patienten.<\/p>\n

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Die 3,65-mm-H\u00fclse wurde aus Aluminiumoxid hergestellt, das eine hervorragende W\u00e4rmebest\u00e4ndigkeit, chemische Stabilit\u00e4t und elektrische Isolierung gew\u00e4hrleistet.<\/p><\/div>\n

Eine weitere interessante Anwendung des keramischen 3D-Drucks ist die f\u00fcr das f\u00fchrende Unternehmen f\u00fcr automatisierte Maschinen STIWA. Hier wurde eine innovative Dosiernadel ben\u00f6tigt.<\/p>\n

Normalerweise werden in automatisierten Klebeprozessen Dosiernadeln aus Metall verwendet, um hochviskose Klebstoffe pr\u00e4zise zu dosieren. Diese Bauteile m\u00fcssen besonders robust und verschlei\u00dffest sein, da Stillst\u00e4nde in der Produktion erhebliche Kosten verursachen k\u00f6nnen. Bosch Advanced Ceramics hat f\u00fcr STIWA eine alternative Dosiernadel aus technischer Keramik entwickelt, die im 3D-Druckverfahren hergestellt wird.<\/p>\n

Die Dosiernadel wurde auf einem Lithoz-Drucker mit Aluminiumoxid 99,8% gedruckt. Das Besondere an dieser Dosiernadel ist ihre komplexe Innengeometrie: ein Innenkegel, der sich von einigen Millimetern bis auf 0,8 mm verk\u00fcrzt und durch eine ausgekl\u00fcgelte Kr\u00fcmmung gekennzeichnet ist. Eine Geometrie, die mit herk\u00f6mmlichen Fertigungstechniken nicht zu erreichen ist. Dar\u00fcber hinaus sorgt die hohe Pr\u00e4zision des Herstellungsprozesses f\u00fcr eine extrem geringe Oberfl\u00e4chenrauheit, die einen reibungslosen Klebstofffluss durch das Loch f\u00f6rdert.<\/p>\n

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Die keramische Dosiernadel mit komplexer Innengeometrie.<\/p><\/div>\n

Ein weiterer Bereich, der aufgrund der unglaublichen Eigenschaften dieses Materials vom keramischen 3D-Druck profitieren kann, ist zweifelsohne die Halbleiterindustrie. Ein erfolgreicher Anwendungsfall war nach Angaben von Bosch Advanced Ceramics die Herstellung einer 200 mm gro\u00dfen Ringklinge f\u00fcr die Handhabung und Bearbeitung von Wafern aus Kassetten oder Prozesskammern. Interessant ist, dass dieses aus >99,8 % Aluminiumoxid gefertigte St\u00fcck beeindruckende Ma\u00dfe von 250 x 200 x 3,5 mm aufweist und nur 280 Gramm wiegt. Im Inneren des Teils wurde ein 120 mm langer, durchgehender Innenkanal f\u00fcr den Durchfluss von Gas oder Fl\u00fcssigkeit geschaffen.<\/p>\n

Dar\u00fcber hinaus verunreinigt Aluminiumoxid im Gegensatz zu Metallen die Wafer nicht und beeintr\u00e4chtigt auch nicht die Reinheit bei der Halbleiterherstellung, was das Kontaminationsrisiko erheblich verringert. Seine nicht reaktive Beschaffenheit in Verbindung mit seiner hervorragenden Chemikalien- und Temperaturbest\u00e4ndigkeit macht es ideal f\u00fcr die Halbleiterumgebung und gew\u00e4hrleistet eine gleichbleibende und zuverl\u00e4ssige Leistung. F\u00fcr diese Anwendung verwendete Bosch Advanced Ceramics einen Drucker von 3D Ceram, der die Herstellung des gro\u00dfen Rings mit hervorragender Dichte und Pr\u00e4zision in einem St\u00fcck erm\u00f6glichte.<\/p>\n

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Die additive Fertigung von Keramik erm\u00f6glicht Skalierbarkeit und Flexibilit\u00e4t sowohl bei der Konstruktion als auch bei der Herstellung von Teilen.<\/p><\/div>\n

Diese Anwendungsf\u00e4lle verdeutlichen das transformative Potential der keramischen additiven Fertigung f\u00fcr ein breites Spektrum industrieller Anforderungen. Durch die Bereitstellung zuverl\u00e4ssiger, hochwertiger L\u00f6sungen selbst f\u00fcr die anspruchsvollsten Anwendungen erweist sich diese Technologie als bahnbrechend. Die Zusammenarbeit mit Experten, die ein Projekt vom Konzept bis zur Serienreife begleiten k\u00f6nnen – wie Bosch Advanced Ceramics – stellt in der heutigen Industrie einen erheblichen Wettbewerbsvorteil dar.<\/p>\n

\u201eDurch die Beherrschung der gesamten Prozesskette von der Design-Iteration bis zum fertigen Bauteil haben wir die Technologie \u00fcber das Prototypenstadium hinaus weiterentwickelt und produzieren nun aktiv keramische Bauteile in Serie mittels 3D-Druck, was die Machbarkeit und Zuverl\u00e4ssigkeit der additiven Fertigung f\u00fcr eine Reihe von Branchen unter Beweis stellt. Die M\u00f6glichkeit, hochpr\u00e4zise technische Keramik mit komplexen Geometrien herzustellen, bietet echte Vorteile, von k\u00fcrzeren Vorlaufzeiten bis hin zum effizienteren Einsatz von Materialien. Es ist klar, dass die additive Fertigung bei der weiteren Entwicklung der Technologie eine wichtige Triebkraft f\u00fcr Innovationen sein wird und der Industrie hilft, in einer sich schnell ver\u00e4ndernden Landschaft wettbewerbsf\u00e4hig zu bleiben<\/em>\u201c, f\u00fcgte Sophie Berninger, CEO von Bosch Advanced Ceramics, hinzu. Um mehr \u00fcber Bosch Advanced Ceramics und keramische AM-Anwendungen zu erfahren, klicken Sie HIER<\/a>.<\/p>\n

Was halten Sie davon, technische Keramik f\u00fcr AM einzusetzen? Lassen Sie uns dazu einen Kommentar da, oder teilen Sie es uns auf Facebook<\/a>\u00a0oder\u00a0LinkedIN<\/a>\u00a0mit. M\u00f6chten Sie au\u00dferdem eine Zusammenfassung der wichtigsten Neuigkeiten im 3D-Druck und der additiven Fertigung direkt und bequem in Ihr Postfach erhalten? Dann registrieren Sie sich jetzt f\u00fcr unseren\u00a0w\u00f6chentlichen Newsletter<\/a>.<\/p>\n

*Bildnachweise: Bosch Advanced Ceramics<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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