Formlabs Alumina 4N Resin macht den 3D-Druck technischer Keramik einfach und bezahlbar

Wir freuen uns Ihnen das Formlabs Alumina 4N Resin vorzustellen. Dabei handelt es sich um das erste leicht verfügbare, preisgünstige und hochwertige Material für den 3D-Druck aus technischer Keramik für SLA-3D-Drucker (Stereolithografie).

Erstmals kann man nun mit Aluminiumoxid mit einem Reinheitsgrad von 99,99 % mit der Flexibilität der Arbeitsabläufe und der Designfreiheit des 3D-Drucks kombinieren. Dadurch eröffnen sich neue Möglichkeiten für eine innovative und kosteneffiziente Herstellung von 3D-gedruckten Keramikteilen.

Mit seinem kostengünstigen Produktionssystem eröffnet Formlabs ein neues Zeitalter in der additiven Fertigung von Keramik. Die einfache Bedienung des Druckers in Zusammenspiel mit intuitiven Softwarelösungen und einer hohen Produktionskapazität – insbesondere angesichts der geringen Stellfläche des Druckers – machen das Formlabs-Ökosystem zur richtigen Lösung für Unternehmen, die Keramikteile direkt drucken möchten.

Ein neues Zeitalter für erschwingliche technische Keramik

Der leistungsstarke 3D-Druck mit den SLA-Druckern von Formlabs zeichnet sich durch Benutzerfreundlichkeit, Zuverlässigkeit und Erschwinglichkeit aus. Durch die Entwicklung neuer Materialien werden diese Qualitäten auf neue Anwendungen und Branchen ausgeweitet. Dadurch können unsere Kunden weiterhin innovativ sein und die Grenzen des Machbaren erweitern.

Als erste technische Hochleistungskeramik ist Alumina 4N Resin für jeden erschwinglich. Es ist für alle geeignet, die einen erschwinglichen und intuitiven Arbeitsablauf suchen oder die derzeit Form 3 Desktop-Drucker verwenden und ihre Anwendungen erweitern möchten.

Warum sollten Sie sich für den Keramik-3D-Druck entscheiden?

Produktionskosten senken und Durchlaufzeiten reduzieren

Für die Herstellung von Keramikteilen werden traditionell teure Schlickerguss-, Press- oder Spritzgussverfahren eingesetzt. Diese Verfahren werden in der Regel an spezialisierte Zulieferer ausgelagert und erfordern spezielle Anlagen und Fachkenntnisse. Bei der Herstellung von Keramikteilen waren Konstrukteure und Hersteller, die nur wenige Teile benötigen, an Preise und Verfahren gebunden, die erst bei hohen Stückzahlen rentabel werden.

Der 3D-Druck bietet, wie bei vielen anderen Materialien und Anwendungen, Antworten auf diese Herausforderungen. Die SLA-Drucker von Formlabs machen die Herstellung extrem kostengünstig.

Mehr Gestaltungsfreiheit

Traditionelle Fertigungsverfahren sind mit erheblichen Designeinschränkungen verbunden. So schränken die Giess- und Pressverfahren die Gestaltungsfreiheit ein. Die Herstellung von Überhängen, inneren Kanälen, Gitterstrukturen und vielem mehr wird dadurch erschwert.

Aufgrund der Designflexibilität des 3D-Drucks eröffnen sich neue Möglichkeiten für Innovationen in Branchen, die eine hohe Hitze- und Chemikalienbeständigkeit erfordern, wie z. B. die Luft- und Raumfahrt oder die Automobilindustrie. Selbst kleinste Designänderungen können in diesen Bereichen die Luft- oder Flüssigkeitsströmung verbessern. Herkömmliche Herstellungsverfahren für keramische Teile schränken solche Verbesserungen jedoch oft ein.

Der 3D-Druck ermöglicht die Herstellung von Bauteilen aus technischer Keramik für den Einsatz in extremen Umgebungen. Dabei können optimale Designs ermittelt und komplexe Merkmale realisiert werden, die mit Guss- oder Pressverfahren sonst nicht umsetzbar wären.

Einsatzmöglichkeiten 3D-gedruckter Keramikteile

Typische Einsatzgebiete für technische Keramik sind alle Industriezweige, die eine extreme Hitze-, Chemikalien- oder elektrische Beständigkeit voraussetzen, wie z. B:

• Wärmeschutzkomponenten
• Anwendungen mit Hochspannung
• Werkzeuge für den Metallguss
• Massgefertigte Gussformen und Brennhilfsmittel
• funktionale technische Prototypen, die hohe Beständigkeit gegenüber Hitze, Chemikalien oder elektrische Leitfähigkeit aufweisen

Keramik ist als Hochtemperatur-Isoliermaterial ideal für elektrische Prüfungen und für Komponenten wie Isolatoren, Steckergehäuse und -abdeckungen, Klemmleisten, Zündkerzenisolatoren, elektrische Befestigungen und Isoliergehäuse oder -rohre. Der Zugang zu einer technischen Keramik, die kundenspezifisch angepasst, getestet und kostengünstig in kleinen Mengen eingesetzt werden kann, kann für Ingenieurbüros und Hersteller den Wechsel erleichtern und effizienter gestalten.

Für die Forschung an technischen Hochschulen kann ein Fertigungsprozess für technische Keramik, der keine umfangreichen Zuschüsse oder bürokratischen Hürden erfordert, den Weg für Innovationen in den Bereichen Energieeffizienz, Luft- und Raumfahrt, Transportwesen, Chemikalienhandhabung und mehr ebnen. Durch die Möglichkeit, keramische Teile wie Geräte oder Werkzeuge schneller und kostengünstiger herzustellen, erhalten Wissenschaftler- und Student*innen einen Vorsprung bei der Entwicklung von Produkten und Verfahren, die die derzeitige Arbeitsweise dieser Branchen verändern können.

Selbst für herkömmliche Gussverfahren ist die Verwendung von Alumina 4N Resin als Fertigungshilfsmittel eine weitere Möglichkeit zur Effizienzsteigerung und Kosteneinsparung. Auch wenn sich die Formen, Größen und Ausprägungen der traditionell hergestellten Objekte unterscheiden, bleiben die Öfen und anderen Anlagen dieselben. Bei Verwendung von Alumina 4N Resin können kundenspezifische Vorrichtungen, Halterungen, Brennhilfsmittel, Haken, Aufhänger und vieles mehr leicht entworfen und gedruckt werden, damit mehr Teile in einen Ofen passen.Dadurch werden Platz und Zeit optimiert und die Konsistenz der Brennergebnisse verbessert.

So drucken Sie Keramikteile aus Alumina 4N Resin in 3D

Die Formlabs SLA-Drucker bieten durch ihre einfache Bedienung in Kombination mit Alumina 4N Resin eine völlig neue Produktionsmethode für keramische Hochleistungsbauteile, wofür bis dato entweder teure Lohnfertiger oder zehnmal teurere (Spezial-)3D-Keramikdrucker mit komplexen Arbeitsabläufen eingesetzt werden mussten.

1. Der 3D-Druck: Alumina 4N Resin wird auf SLA 3D-Druckern der Serie Form 3/B/+ mit einer Schichtstärke von 50 Mikrometern gedruckt. Infolge der hohen Grünfestigkeit ist ein dünnes Ablösewerkzeug, z. B. eine Rasierklinge, erforderlich, um das Bauteil von der Bauplattform (Bauplattform 2 oder Stainless Steel Build Platform) zu lösen.
2. Das Reinigen: Nachdem die Teile von der Plattform genommen wurden, verwenden Sie die erforderliche Ceramic Wash Solution (Keramikwaschlösung). Diese Waschlösung ist auch für das Nassschleifen der Support-Strukturen einzusetzen. Das Lösungsmittel kann sowohl in den Behältern des Finish Kits als auch im Form Wash verwendet werden.
3. Das Entbindern und Sintern: Das überschüssige Lösungsmittel muss mit Druckluft entfernt werden, bevor die Teile in einem Ofen vollständig getrocknet werden. Anschließend werden die Teile in den Entbinderungsofen gebracht. Zuletzt werden sie im Ofen gesintert. Damit optimale Werkstoffeigenschaften erzielt werden, sind die Hinweise auf dem Brennplan, den Sie hier finden, genau zu beachten.

Impressionen von den Formlabs Beta-Testern

Atlas Elektronik UK

Das Unternehmen Atlas Elektronik UK LTD mit Sitz im Vereinigten Königreich entwickelt und vertreibt Elektronik und Systeme für die Schifffahrt und Marine. Ihr Fachwissen in den Bereichen Hydroakustik, Sensorik und Informationstechnologie hat sie zum bevorzugten Lieferanten zahlreicher Marinen und ziviler Kunden weltweit gemacht.

Dank des neuen Keramikmaterials von Formlabs „Alumina 4N“ kann das Unternehmen bestehende Teile für die additive Fertigung umrüsten. Obwohl es sich beim abgebildeten Kühlkörper um eine relativ „einfache Form“ handelt, kann er eine lange Lieferzeit von bis zu drei Wochen haben, welche nun auf wenige Tage reduziert wurde. Zusätzlich hat Ihnen der Einsatz von Alumina 4N auf dem 3D-Drucker für eine andere Anwendung völlige Designfreiheit verschafft. Dadurch konnte deren F&E-Abteilung komplexere Probleme in Bezug auf Verschleissfestigkeit und elektrische Eigenschaften optimal lösen.

Forschungslabor der US-Luftwaffe

Die Abteilung für Werkstoffe und Fertigung des Luftwaffenforschungslabors entwickelt Werkstoffe, Verfahren und fortschrittliche Fertigungstechnologien für strukturelle, elektronische und optische Komponenten. Diese werden in Flugzeugen, Raumfahrzeugen, Raketen und bodengestützten Systemen eingesetzt. Deren Fachwissen in den Bereichen Werkstoffe, zerstörungsfreie Prüfung, Systemunterstützung und fortschrittliche Fertigungsmethoden wird von den Produktzentren, Logistikzentren und Einsatzkommandos der Luftwaffe in Anspruch genommen. Denn Sie lösen damit die Herausforderungen in den Bereichen Systeme, Expeditionseinsatz und Betrieb.

Durch die Kombination von Alumina 4N Resin und dem Formlabs Form 3 konnten sie schnell Prototypen von Bauteilen für Turbinentriebwerke und die Materialforschung herstellen, die mit herkömmlichen keramischen Fertigungsverfahren nur sehr schwer oder gar nicht herzustellen sind. Dies ermöglichte eine schnelle und kostengünstige Iteration von Entwürfen, ohne auf die Herstellung teurer Werkzeuge warten zu müssen. Darüber hinaus haben sie die Technologie genutzt, um maßgeschneiderte Halterungen für ihre Öfen herzustellen. Eine dieser Vorrichtungen hält eine Probe eines Keramikmatrix-Verbundwerkstoffs während des Sinterns in einer bestimmten Position im Ofen. Eine andere Anwendung war die Herstellung von Tiegeln mit spezifischen Abmessungen, um Pulver und Teile während des thermischen Entbindens und des Sinterns zu halten. Alumina 4N Resin ist bemerkenswert einfach zu verarbeiten und fügt sich nahtlos in ihre Arbeitsabläufe ein. Es entspricht einem Marktbedürfnis und bietet eine niedrige Einstiegshürde, die eine schnelle Überarbeitung von Entwürfen und die Herstellung von Teilen zu relativ niedrigen Kosten ermöglicht.

Der Schlüssel zur Zukunft der Keramik-Technologie

Seit Jahrtausenden werden Keramikteile und -produkte verwendet, ohne dass sich daran viel geändert hätte. Sogar die heutigen Industrien, die auf Keramik angewiesen sind, um hohe thermische, elektrische und chemische Toleranzen zu erreichen, werden durch die Beschränkungen des Schlickergießens, des Pressens oder des Formens gebremst. Obwohl einige keramische 3D-Drucker gezeigt haben, was möglich ist, sind diese Verfahren aufgrund ihrer hohen Kosten und Komplexität für viele unerreichbar.

Alumina 4N Resin verändert die Art und Weise, wie technische Keramikteile hergestellt werden, mit derselben Effizienz, Benutzerfreundlichkeit und Erschwinglichkeit, die Formlabs in so viele andere Arbeitsabläufe eingeführt hat. Dieses neue, hochreine 3D-Druckmaterial aus technischer Keramik kombiniert die Stärken des 3D-Drucks mit den Eigenschaften von Hochleistungsmaterialien und erweitert damit die Möglichkeiten in zahlreichen Branchen.

Für weitere Informationen über Alumina 4N Resin oder um Ihre Anwendung mit einem Spezialisten zu besprechen, kontaktieren Sie uns noch heute.