Die SiCeram GmbH hat in Zusammenarbeit mit Spectrum Filaments eine innovative Serie von Keramikmaterialien für den 3D-Druck in FDM/FFF-Technologie entwickelt. Vier Hochleistung-Filamente sind die erste kommerzielle Lösung dieser Art auf dem Weltmarkt, und ermöglichen den 3D-Druck von Hightech-Keramik mit klassischen Desktop-3D-Druckern.
Der 3D-Druck von keramischen Filamenten ist ein neues Formgebungsverfahren für keramische Bauteile. Er findet vor allem Anwendung bei der Herstellung von Prototypen, Kleinserien und komplexen Geometrien, z.B. mit innen liegenden Hohlräumen, die auf andere Weise nicht hergestellt werden können. Ein großer Vorteil besteht in der freien Wahl der Aufmaß-Faktoren in allen drei Dimensionen, sodass unterschiedliche Schrumpfung beim Sintern adaptiert werden kann.
Zirkonoxid
Zirkonoxid ist ein Filament mit hochreinem Zirkoniumpulver. Die Verwendung geeigneter organischer Mittel als Bindemittel ermöglicht es, ein flexibles Filament zu erhalten, das in klassischen 3D-Druckern, die mit der FFF/FDM-Technologie arbeiten, verwendet werden kann. Das Filament hat einen organischen Gehalt von etwa 14,0 Gew.-%.
Unter den typischen Materialien der Hochleistungskeramik besitzt Zirkonoxid mit 6,05 g/cm3 die höchste Dichte. Zirkonoxid besitzt eine hohe Festigkeit bei Raumtemperatur und aufgrund der Riss induzierten Umwandlungsverstärkung eine sehr hohe Bruchzähigkeit. Die Festigkeit nimmt aber wie beim Al2O3 mit steigender Temperatur sehr stark ab. Wegen seines hohen thermischen Ausdehnungskoeffizienten (10*10-6K-1) kann Zirkonoxid problemlos mit Stahl verbunden werden. Die Korrosionsbeständigkeit ist im Bereich pH<7 gut, im Bereich pH>7 dagegen schlecht. Aufgrund seiner Ionenleitfähigkeit kommt Zirkonoxid in O2-Sensoren zum Einsatz.
