Ähnlich wie ein Bildhauer, der ein Meisterwerk erschafft, erfordert die additive Fertigung Vorstellungskraft, höchste Detailgenauigkeit und den Weitblick, um potenzielle Hindernisse zu erkennen, die das fertige Werk beeinträchtigen könnten. Dies ist besonders wichtig, wenn es sich bei dem Endprodukt um ein kritisches Bauteil für medizinische Geräte, die Automobilindustrie oder die Luft- und Raumfahrt handelt, bei denen Sicherheit und Qualität an erster Stelle stehen. Siliziumnitrid, eine Keramikverbindung, wird aufgrund seiner physischen Stabilität, Hitzebeständigkeit, Biokompatibilität und seiner elektrischen Eigenschaften häufig in diesen Anwendungen eingesetzt.

Eine der am häufigsten verwendeten additiven Fertigungsmethoden für Keramik ist das Direct Ink Writing (DIW). Dabei wird eine flüssige Tinte aufgetragen, die eine zahnpastaähnliche Konsistenz aufweisen sollte. Sie wird durch kleine Düsen mit kontrollierten Durchflussraten ausgepresst und entlang digital definierter Bahnen Schicht für Schicht zu 3D-Strukturen aufgebaut. Der Druck von Volumenbauteilen mittels DIW ist jedoch recht anspruchsvoll. Faktoren wie die Druckstrategie oder die Trocknungsparameter können die Qualität der Probe maßgeblich beeinflussen. Der Druckprozess erzeugt lediglich die Grünlinge. Im Anschluss daran beginnt der Sinterprozess, der weitere Herausforderungen mit sich bringt, die es ebenfalls unbedingt zu berücksichtigen gilt.

Die KYOCERA Fineceramics Precision GmbH, ein Experte auf dem Gebiet des 3D-Drucks von Technischer Keramik, hat sich mit der Universität Padua in Italien, einer der 250 besten Universitäten weltweit, zusammengetan, um diese Herausforderungen zu untersuchen. Kyocera bietet präzise und effiziente Lösungen aus technischer Keramik für ein breites Spektrum von Branchen – darunter die Luft- und Raumfahrt sowie die Halbleiterindustrie –, die besondere Druckeigenschaften für ihre Produkte erfordern.

Yxlon unterstützte das Forschungsprojekt, indem mittels Röntgenmikrotomographie die verbleibende Porenstruktur in Siliziumnitridstäben untersucht wurde, die per DIW mit unterschiedlichen Druckmustern hergestellt worden waren. Dieses Whitepaper stellt die Erkenntnisse vor und zeigt, wie die zerstörungsfreie Prüfung mit Röntgenmikrotomographie Ihnen helfen kann, einen besseren Einblick in das DIW-Verfahren zu gewinnen.

Das erwartet Sie:
- Warum das Direct Ink Writing (DIW) eine hervorragende AM-Lösung für Keramik ist und welche Herausforderungen es zu bewältigen gilt
- Wie sich die Druckstrategie einschließlich Materialauswahl, Vorbereitung und Trocknungsprozess auf die Produktqualität auswirkt
- Wie die Computertomographie Ihre Forschung bereichern und beschleunigen kann