In den vergangenen Jahren hat sich 3DCeram kontinuierlich weiterentwickelt und dabei stets das Ziel verfolgt, sich an die sich wandelnden Anforderungen des Marktes anzupassen. Diese Entwicklung betrifft nicht nur die Digitalisierung und die Hardware, sondern zunehmend auch die Entwicklung und Bereitstellung neuer keramischer Materialien.

Ein wichtiger Schritt in diese Richtung wurde in diesem Jahr, genauer gesagt, während der Ceramitec 2026, vorgestellt: 3DCeram hat neue Materiallösungen für offene, lichtbasierte 3D-Drucksysteme entwickelt. Dazu gehören unter anderem das Photopolymer-Bindersystem CERA-BASE sowie verschiedene Keramiksuspensionen der CERA-XXX-Serie, die für unterschiedliche keramische Pulver und spezifische Druckanforderungen ausgelegt sind.

Diese Materialien wurden insbesondere für offene Drucksysteme und 3D-Drucker auf Basis lichtbasierter Technologien entwickelt. Dabei werden die Materialsysteme gezielt auf die jeweilige verwendete Lichtquelle bzw. Wellenlänge abgestimmt.

Der wesentliche Vorteil dieses Ansatzes liegt in der Flexibilität, die 3DCeram damit insbesondere Entwicklern und Anwendern offener Drucksysteme bietet. Anstatt auf ein fest definiertes, geschlossenes Materialsystem angewiesen zu sein, können Entwickler unterschiedliche Kombinationen aus Binder, keramischem Pulver und Drucktechnologie untersuchen und dadurch eigene Materialsysteme für spezifische Anwendungen entwickeln.

Mit CERA-BASE steht dabei ein Bindersystem zur Verfügung, das als Ausgangspunkt für die Entwicklung individueller keramischer Slurrys eingesetzt werden kann. Gleichzeitig bietet die CERA-XXX-Produktreihe bereits entwickelte Keramiksuspensionen für ausgewählte keramische Materialien und unterschiedliche Wellenlängen.

Was ist CERA-BASE?

CERA-BASE ist ein Photopolymer-Bindersystem für die Herstellung keramischer Slurries, die anschließend im SLA-3D-Druck eingesetzt werden können.

Das Bindersystem bildet dabei die organische Phase des Slurrys. Um ein verarbeitbares Material zu erhalten, muss CERA-BASE mit einem keramischen Pulver kombiniert und homogenisiert werden. Das resultierende Gemisch besteht somit im Wesentlichen aus keramischen Partikeln und dem Photopolymer-Bindersystem.

Aus technischer Sicht ist die Formulierung des Slurrys ein entscheidender Prozessschritt: Die Eigenschaften des keramischen Pulvers beeinflussen maßgeblich die erforderliche Binderkonzentration, die Viskosität, das Fließverhalten und letztlich auch die Verarbeitbarkeit des Materials.

Mit welchen keramischen Pulvern ist CERA-BASE kompatibel?

CERA-BASE kann grundsätzlich mit verschiedenen keramischen Pulvern eingesetzt werden. Darüber hinaus sollte das verwendete Pulver binderfrei sein. Die tatsächliche Eignung eines Pulvers muss im Rahmen der jeweiligen Materialentwicklung und Slurry-Formulierung geprüft werden.

Entwicklung des Slurrys

Die Herstellung eines Slurrys mit CERA-BASE liegt in der Verantwortung des Anwenders. Der Kunde ist für den Misch- und Homogenisierungsprozess verantwortlich.

Das bedeutet, dass die Formulierung an das jeweils verwendete keramische Pulver angepasst werden muss. Ein standardisiertes Mischverfahren ist technisch nur eingeschränkt möglich, da unterschiedliche Pulver trotz vergleichbarer chemischer Zusammensetzung sehr unterschiedliche Oberflächen- und Fließeigenschaften aufweisen können.

Bei der Slurry-Entwicklung müssen daher insbesondere die Wechselwirkungen zwischen Pulver und Binder berücksichtigt werden. Ziel ist eine möglichst homogene Suspension mit geeigneten rheologischen Eigenschaften für den nachfolgenden Verarbeitungsprozess.

Gibt es ein festgelegtes Mischprotokoll?

Für CERA-BASE gibt es kein universelles Mischprotokoll mit einer festen Pulvermenge, Mischdauer oder definierten Homogenisierungsparametern.

Der Grund dafür liegt in der Abhängigkeit des Mischprozesses von den Eigenschaften des jeweiligen keramischen Pulvers. Faktoren wie Partikelgröße, spezifische Oberfläche, Partikelmorphologie und Agglomerationsverhalten beeinflussen die für eine homogene Slurry erforderlichen Prozessparameter.

Entsprechend liegt es in der Verantwortung des Kunden, ein geeignetes Misch- und Homogenisierungsverfahren für das jeweils eingesetzte Pulver zu entwickeln.

Ein typischer Entwicklungsansatz besteht darin, die Formulierung und die Prozessparameter schrittweise zu optimieren. Dabei können beispielsweise Pulverbeladung, Mischenergie und Mischdauer systematisch untersucht werden. Entscheidend ist, dass am Ende eine ausreichend homogene und für den jeweiligen Prozess geeignete Slurry vorliegt.

Technische Betrachtung

Aus technischer Sicht sollte CERA-BASE daher nicht als fertige keramische Druckmasse betrachtet werden, sondern als Binderkomponente zur Herstellung eines kundenspezifisch formulierten keramischen Slurrys.

CERA-BASE lässt sich ein für den jeweiligen Additive-Manufacturing-Prozess geeigneter Werkstoff herstellen.

Dafür bietet 3DCeram eine weitere Lösung: gebrauchsfertige Keramiksuspensionen für lichtbasierte 3D-Drucktechnologien, die für unterschiedliche Wellenlängen ausgelegt sind.

Zu den etablierten Materialien gehören CERA-Zirkonoxid sowie CERA-Aluminiumoxid mit einer Reinheit von 99,8 %. Beide zählen zu den bekannten keramischen Slurrys für den 3D-Druck technischer Keramiken und ermöglichen die direkte Verarbeitung im lichtbasierten Additive Manufacturing.

Die druckfertigen keramischen Bauharze sind für verschiedene Wellenlängen verfügbar:

• 355 nm
• 385 nm
• 405 nm
• 465 nm

Damit stehen dem Anwender bereits optimierte Materialsysteme für unterschiedliche lichtbasierte 3D-Drucktechnologien zur Verfügung, ohne dass zunächst eine eigene Slurry-Formulierung aus Binder und keramischem Pulver entwickelt werden muss.

Darüber hinaus können selbstverständlich auch weitere oxidische und nicht-oxidische Keramiken für die genannten oder auch andere Wellenlängen entwickelt und als Suspension verfügbar gemacht werden. Die konkrete Materialauslegung kann dabei an die jeweiligen Anforderungen des Druckverfahrens und der eingesetzten Lichtquelle angepasst werden.

Wenn ihr Fragen zu den verfügbaren Materialien habt oder eine spezifische Keramik bzw. Wellenlänge für eure Anwendung benötigt, nehmt gerne Kontakt zu uns auf.  Wir unterstützen Sie gerne bei der Auswahl des passenden Materials und bei der weiteren technischen Umsetzung.