(eve) Die Richtlinie des Vereins Deutscher Ingenieure (VDI), Düsseldorf, mit der Bezeichnung 3405 Blatt 8.1 gibt Gestaltungsempfehlungen für die Konstruktion von Keramikbauteilen, die mit 3D-Druck-Verfahren hergestellt werden.
Inhalt der VDI-Richtlinie
Die Richtlinie ermöglicht anhand von tabellarischen Übersichten und Grafiken den Vergleich verschiedener keramischer Materialien untereinander und mit Metallen. Aufbauend auf allgemeinen Gestaltungsempfehlungen für keramische Werkstoffe gibt die Richtlinie spezifische Empfehlungen für die additive Fertigung keramischer Bauteile. Dabei werden die Besonderheiten aller additiver Fertigungsverfahren, die die Herstellung von Keramiken ermöglichen, diskutiert. So gibt die Richtlinie Konstruktionsempfehlungen für die
- kaltplastische und die thermoplastische Materialextrusion mittels Düse,
- den 3-D-Siebdruck,
- das Binder-Jetting,
- die badbasierte Fotopolymerisation
- und den Freistrahl-Materialauftrag.
Die Richtlinie VDI 3405 Blatt 8.1 setzt weder tiefergehende Vorkenntnisse auf dem Gebiet der Keramikproduktion noch auf dem Gebiet der additiven Fertigung voraus. Die Richtlinie wendet sich an Konstrukteure und Produktentwickler, die die Eigenschaften von keramischen Materialien nutzen und mit den Gestaltungsfreiräumen von additiv gefertigten Bauteilen kombinieren wollen.
Herausgeber der Richtlinie VDI 3405 Blatt 8.1 „Additive Fertigungsverfahren – Gestaltungsempfehlungen – Bauteile aus keramischen Werkstoffen“ ist die VDI-Gesellschaft Produktion und Logistik (GPL).
Additive Fertigung von Keramikbauteilen
Anspruchsvolle keramische Bauteile wurden unter preisintensivem Werkzeugeinsatz spritzgegossen oder mit hohen Materialverlusten aus grünen, isostatisch gepressten Formkörpern gefertigt. 3D-Druckverfahren ermöglichen jedoch auch die Herstellung von keramischen hochfiligranen und individualisierten Keramikbauteilen. Allein aus CAD-Datensätzen werden Freiformflächen, Hinterschneidungen, innere Kanäle oder Hohlstrukturen mit optimalem Materialeinsatz schichtenweise zu einem angepassten Individualbauteil oder in Kleinserie für die Medizintechnik, Schmuckindustrie, Mikroreaktions- oder Gerätetechnik aufgebaut. Die neue Richtlinie VDI 3405 Blatt 8.1 vermittelt die dafür notwendigen Grundkenntnisse. Aufgrund der hohen mechanischen Festigkeit, der chemischen Beständigkeit aber auch durch ihre thermischen und elektrischen Eigenschaften haben Bauteile aus keramischen Werkstoffen einen festen Platz in einer Vielzahl von technischen Anwendungen. Nun eröffnet die additive Fertigung geometrische Freiräume bei der Konstruktion von Bauteilen aus keramischen Werkstoffen.
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