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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:


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.


 

Sprecher/Referent:
Dr. Oswin Öttinger
SGLCarbon GmbH
Weitere Autoren/Referenten:
  • Dr. Tanja Damjanovic
    SGL Carbon GmbH
  • Dr. Oleg Benevolenski
    SGL Carbon GmbH
  • Dr. Andreas Kienzle
    SGL Carbon GmbH

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