Direct Inkjet Printing keramischer Strukturen:

Von:

Jörg Ebert

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Die Dissertation beschreibt den Aufbau eines 3D-Drucksystems zur Herstellung oxidkeramischer Bauteile. Dies beinhaltet die Entwicklung hochgefüllter wässriger Suspensionen am Beispiel von Yttrium-stabilisiertem Zirkonoxid (3Y-TZP), Aluminiumoxid (Al2O3) und zirkonoxidverstärktem Aluminiumoxid (Zirconia toughened Alumina, ZTA), sowie eine Supportmaterialtinte. Die Hauptaufgabe liegt in der Drucksystementwicklung für den Direct Inkjet Printing (DIP)-Prozess auf Basis kommerzieller thermischer Tintenstrahldrucker und deren Modifikation für einen dreidimensionalen Aufbau. In umfangreichen Druckstudien werden die Zusammenhänge und Abhängigkeiten der beteiligten Systemkomponenten untersucht und die Prozessparameter für die erfolgreiche Herstellung von Bauteilen ermittelt. Der DIP-Prozess wird dazu von der Datenaufbereitung über die Grünkörperherstellung bis zum gesinterten Produkt erarbeitet und charakterisiert. Das Ergebnisse der Qualitätsanalysen definierter Performance Parameter wie dem kleinsten darstellbaren Feature, geometrischer Präzision oder mechanischen Eigenschaften werden im Kontext der verwendeten DIP-System-Subfunktionen mit der Literatur verglichen und diskutiert. Basierend auf den motivierenden Resultaten wird das Potential des DIP-Verfahrens ausgearbeitet und als Herstellungsverfahren mit alternativen, für keramische Werkstoffe erschlossenen, aufbauenden Technologien verglichen.