Wer sich mit additiver Fertigung von technischer Keramik beschäftigt, kennt das Problem: Je nach Bauteil, Material und Stückzahl braucht man oft unterschiedliche Verfahren – und damit unterschiedliche Maschinen. 3DCeram tritt diesem Problem mit einer neuen Plattform entgegen: der M.A.T., kurz für Multi-Additive Technologie. Die Maschine vereint mehrere Extrusionsverfahren in einem Gerät und macht damit den Sprung von einfachen Kunststoff-Druckern hin zu echten Werkzeugen für technische Keramik und Metalle.

Vom Hobby-3D-Druck zur technischen Keramik

Die Fused Filament Fabrication (FFF) ist vielen aus dem Bereich bekannt, wo mit Materialien wie PLA, ABS oder sonst gedruckt wird. 3DCeram hat dieses Prinzip konsequent weiterentwickelt und auf technische Werkstoffe übertragen. Mit der M.A.T. lassen sich heute anspruchsvolle Keramiken wie Siliziumkarbid, Aluminiumoxid oder Wolframkarbid drucken – Materialien, die in der Industrie wegen ihrer Härte, Temperaturbeständigkeit und chemischen Stabilität gefragt sind.

Eine Maschine, drei Druckköpfe – plus Bearbeitung

Das Herzstück der M.A.T. ist ihre Flexibilität. Statt sich auf ein einziges Verfahren festzulegen, bietet die Maschine gleich drei verschiedene Extrusionsköpfe, die je nach Anwendung gewechselt bzw. nachgerüstet werden können:

• FFF-Kopf: Hier kommen speziell gefertigte Keramik- oder Metallfilamente zum Einsatz, die über einen wassergekühlten Druckkopf präzise in Form gebracht werden. Nach dem Druck folgen die typischen Schritte der Keramikfertigung: Entbindern und anschließendes Sintern, bei dem das Keramikpulver verdichtet wird. Optional kann das gedruckte „grüne“ Bauteil vorher noch chemisch in Aceton behandelt werden, um die Wärmebehandlung zu beschleunigen.
• Pelletkopf:  Statt mit Filamenten wird hier direkt mit Spritzgusspellets oder Granulaten gearbeitet – ein Ansatz, der vor allem für die Prototypenfertigung von Keramik und Metall interessant ist. Vorteile sind: geringere Materialkosten sowie die Möglichkeit zur Wasserentbinderung .

• Pastenextrusion (Robocasting): Dieses Verfahren, auch als Direct Ink Jet bekannt, extrudiert keramische Pasten durch eine Düse. Durch den beheizten Druckkopf und den integrierten Mischer wird die Paste in Echtzeit gemischt und direkt während des Druckprozesses verarbeitet. Das hat einen praktischen Nebeneffekt: Entbindern und Sintern können in einem einzigen Ofendurchlauf erfolgen. 3DCeram bietet sowohl Köpfe für einkomponentige als auch für zweikomponentige Pasten an.

Ergänzt wird das System durch ein dreiachsiges CNC-Werkzeug, das gedruckte Bauteile bereits im „grünen“ Zustand – also vor dem Sintern – bearbeiten kann. Grünbearbeitung per CNC oder auch green Machining gennant. Das verbessert die Oberflächengüte erheblich, was sich direkt auf die mechanischen Eigenschaften des fertigen Teils auswirkt. Da die Bearbeitung auf derselben Maschine erfolgt, lassen sich Zeit und Kosten sparen, die sonst für die deutlich aufwändigere Hartbearbeitung gesinterter Teile anfallen würden. Besonders clever: Die Bearbeitung kann auch zwischen einzelnen Druckschritten erfolgen – also einige Schichten drucken, bearbeiten, weiterdrucken.

Technische Eckdaten

Wer sich für die praktischen Details interessiert, hier die wichtigsten Spezifikationen der M.A.T.:

• Drucker-Typ: Material-Extrusion
• Stellfläche: 60 x 60 x 115 cm (B x T x H)
• Druckvolumen: 20 x 20 x 20 cm
• Maschinengewicht: ca. 90 kg
• Stromversorgung: 230 V, 16 A, 50 Hz
• Antrieb: Schrittmotoren mit geschlossenem Regelkreis
• Beheizte Druckkammer: bis 60 °C
• Beheizte Filamentkammer: bis 50 °C

Bei den Materialien deckt die Maschine sowohl Keramik (Siliziumkarbid, Aluminiumoxid, Zirkonoxid) als auch Metalle (Titan Ti6Al4V, Edelstahl 316L und 17-4PH, Kupfer) ab.

Für wen lohnt sich die M.A.T.?

Die Kombination aus drei Extrusionstechnologien und integrierter Grünbearbeitung macht die M.A.T. besonders für Anwender interessant, die Wert auf Flexibilität legen – etwa Forschungseinrichtungen, die unterschiedliche Materialien und Verfahren testen möchten, oder Hersteller, die komplexe Keramikteile in Prototype umsetzen wollen. Statt mehrere Spezialmaschinen anschaffen zu müssen, lässt sich mit der M.A.T. ein breites Spektrum an Anwendungen mit einem einzigen System abdecken.

Damit positioniert sich 3DCeram klar als Anbieter, der nicht nur auf ein Verfahren setzt, sondern den gesamten additiven Fertigungsprozess für technische Keramik – von der Materialwahl bis zur Nachbearbeitung – aus einer Hand denkt.

Wollt ihr mehr über das Potenzial von Keramik-3D-Druck oder M.A.T. erfahren? Dann kontaktiert uns gerne hier.

Wejdane Ezzine
Sales Engineer 3DCeram
+49 172 7 660 451
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