Zur Übersicht

Vortrag (20 Min. Vortrag, 5 Min. Diskussion, 5 Min. Raumwechsel)

Herstellung komplex geformter Siliziumcarbid-Bauteile mittels pellet-basierter Additiver Fertigungstechnik und Silizium-Schmelzinfiltration

Freitag (20.09.2019)
15:00 - 15:30 Uhr Heyn
Bestandteil von:


Die pellet-basierte Additive Fertigung bietet die Möglichkeit eine ganze Reihe verschiedener thermoplastischer Materialien zu drucken. In der hier beschriebenen Arbeit wird diese Technologie eingesetzt, um mit selbst hergestellten Mischungen zu drucken, die für eine Keramisierung geeignet sind. Die eingesetzten Rohmaterialien bestehen aus Mischungen von kostengünstigem Kohlenstoff und Siliziumcarbidpulvern, die mit einem thermoplastischen Binder in Form von Pellets hergestellt werden. Die Pellets sind ein sehr praktisches Ausgangsmaterial für den 3D-Drucker, der damit den Grünkörper Schicht für Schicht aufbauen kann. Nach dem Drucken wird die Pyrolyse durchgeführt. Anschließend wird das poröse Teil mit flüssigem Silizium infiltriert und dabei in ein dichtes keramisches Siliciumcarbid-Bauteil umgewandelt. Der Einsatz der reaktiven Schmelzinfiltration anstelle des klassischen Sinterprozesses ermöglicht es, die Prozesstemperatur von weit über 1600°C bis herunter auf 1450°C zu reduzieren.

Trotz ihrer Sprödigkeit ermöglichen es die hohe Steifigkeit, der niedrige thermische Ausdehnungskoeffizient und die hohe thermische Beständigkeit, SiC-Keramiken für Anwendungen im Luft- und Raumfahrtbereich sowie bei Energieumwandlungsprozessen einzusetzen. Aus diesem Grund wurde überlegt, entsprechende Zielbauteile, wie z.B. Spiegelträgerstrukturen für weltraumgestützte optische Systeme oder auch Wärmetauscher zu realisieren.

Die rheologischen und thermischen Eigenschaften der Ausgangsstoffe wurden gemessen. Mit Hilfe von REM-Untersuchungen wurden die Mikrostruktur und die Zusammensetzung der hergestellten Keramiken analysiert. Darüber hinaus wird die geometrische Formgebung über die gesamte Prozesskette hinweg geprüft und mechanische Tests zur Bestimmung der Festigkeit durchgeführt.

 

Sprecher/Referent:
Gloria Marigo
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR)
Weitere Autoren/Referenten:
  • Nicole Gottschalk
    Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR)
  • Thomas Ullmann
    Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR)
  • Lion Friedrich
    Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR)
  • Prof. Dr. Dietmar Koch
    Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR)

Reichen Sie HIER Ihr Poster zur WerkstoffWoche 2019 ein.