Immer größere Herausforderungen an Materialien und ihre Funktionalitäten machen die Kombination von verschiedenen Werkstoffen bzw. Materialklassen wie etwa Metall, Polymer oder Keramik notwendig – aufgrund ihrer unterschiedlichen thermo-physikalischen Eigenschaften sind diese Materialien allerdings sehr schwierig gemeinsam verarbeitbar.
Herstellung komplexer Bauteile
„Insbesondere die Realisierung von Bauteilen mit komplexen Geometrien stellt eine große Herausforderung dar“, erklärt Raul Bermejo Moratinos vom Lehrstuhl für Struktur- und Funktionskeramik. Die Entwicklung von sogenannten additiven Fertigungsverfahren wie dem 3D-Druck ermögliche die Verarbeitung von unterschiedlichen Werkstoff-Kombinationen zur Herstellung komplexer Bauteile.
Designrichtlinien sollen entwickelt werden
Im obersteirischen Leoben wollen die Forscher dazu beitragen, Designrichtlinien in Bezug auf Struktur- und Funktionseigenschaften für künftige 3D-gefertigte Materialien zu entwickeln. „Konkrete Beispiele dafür sind Hochleistungskeramiken für die Biomedizin wie zum Beispiel Zahnimplantate oder Hüftgelenke. Aber auch 3D-Strukturen mit eingestellten Funktionseigenschaften wie etwa Dielektrika bzw. Piezoelektrika für die Mikroelektronik, Kühlkörper für die Elektronikindustrie oder auch gefüllte Photopolymere für die Fertigung von Brillengestellen oder Zahnersatzmaterialien gehören dazu“, führt Thomas Grießer vom Lehrstuhl für Chemie der Kunststoffe aus, der bereits in mehreren Projekten mit dem Lehrstuhl für Struktur- und Funktionskeramik zusammengearbeitet hat.
Einsatz auch im Masterstudium
Das in Leoben eingesetzte 3D-Druckverfahren basiert auf der Lithography-based Ceramic Manufacturing (LCM)-Technologie: Dabei werden, ausgehend von einem CAD-Modell, die Informationen für das Bauteil direkt vom Computer digital auf das sogenannte CeraFab-System des vor rund zehn Jahren in Wien gegründeten Unternehmens Lithoz übertragen.
Neben der Forschung soll der neue 3D-Drucker an der Montanuni Leoben auch im Masterstudium Werkstoffwissenschaft zum Einsatz kommen, kündigt Bermejo Moratinos an: Durch Praktika in dem Unternehmen sollen die Studierenden weitere Industrieerfahrung im Bereich der 3D-Fertigung sammeln können.