3D-gedruckte Keramik ohne aufwendigen Sintervorgang

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Eine Gruppe von Wissenschaftlern hat festgehalten, wie es gelungen ist 3D-gedruckte Keramik ohne den aufwendigen Sintervorgang herzustellen. Dafür wurde eine spezielle Paste hergestellt, die dann extrudiert werden konnte

Wer aktuell Keramik aus dem 3D-Drucker haben möchte muss diese erst herkömmlich 3D-Drucken aufwendig verarbeitet werden (Binder Jetting Verfahren oder mit Laser verschmolzen). Anschließend wird das Objekt in einem Ofen ausgebacken. Das ist relativ komplex und benötigt viel Energie, außerdem schrumpfen die Objekte bei diesem Vorgang auch noch.

Als Lösung für diese Probleme haben die Wissenschaftler eine neue Materialmischung getestet. Lithium molybdate (Li2MoO4) wird mit Wasser vermischt und so zu einer Paste. Dieses Material kann relativ gut extrudiert werden, da es durch das Wasser nicht mehr pulverförmig ist.

Lithium molybdate (Li2MoO4) is a non-toxic dielectric ceramic material, which has been studied for corrosion inhibition and moisture sensing applications as well as a scintillator material for detecting some rare nuclear processes, anode material for Li-ion batteries in modified form, and catalyst for methane oxidation. For microwave devices, Li2MoO4 is of interest because of its beneficially low dielectric loss in addition to its low sintering temperature of 540 °C. However, Li2MoO4 is water-soluble, enabling component manufacture at temperatures as low as room temperature.

Nach dem einfachen Druckvorgang wurde das Objekt einfach bei 120 Grad ausgetrocknet. Anschließend wurden verschiedene Materialeigenschaften untersucht. Dabei wurde festgestellt, dass diese Eigenschaften den Standards entsprechen und das Verfahren somit funktioniert.

The microstructure showed no delamination of the printed layers. Relatively high densities and good dielectric properties were obtained, especially when considering that no sintering and only pressure from the extrusion was employed. This approach is expected to be feasible for similar ceramics and ceramic composites.

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