Neuer 3D-Drucker stärkt die Forschung der Penn State im Bereich Hochleistungskeramik

Ein kürzlich installierter 3D-Keramikdrucker bietet den Materialforscher*innen der Penn State fortschrittliche Möglichkeiten zur einfachen Herstellung hochauflösender Keramikteile und anderer Keramiken für die Materialforschung.

“Dieser Drucker wird Teil einer Benutzereinrichtung hier an der Penn State, im Nanofabrication Lab, sein”, sagte Amira Meddeb, außerordentliche Forschungsprofessorin am MRI. “Der Hauptgrund für die Anschaffung ist, dass wir mehr Möglichkeiten nicht nur für die Penn State Community, sondern auch für unsere erweiterte Nutzergemeinschaft, mit der wir zusammenarbeiten, einschließlich anderer Hochschuleinrichtungen und der Industrie, schaffen wollen.”

Mit dieser Produktionsmöglichkeit kann das MRI auch maßgeschneiderte wissenschaftliche Instrumente für andere Forscher der Penn State herstellen, die normalerweise teuer und schwer zu beschaffen sind.

Der harzbasierte Drucker nutzt die digitale Lichtverarbeitungstechnologie, eine Technik, bei der lichtempfindliche Flüssigharze zu harten Festkörpern ausgehärtet werden. Dies ermöglicht die Inhouse-Produktion von hochauflösenden Teilen und Keramik mit voller Dichte, die in ihren Eigenschaften und ihrer Mikrostruktur mit Keramik vergleichbar ist, die mit herkömmlichen Fertigungsmethoden hergestellt wird.

“Keramik ist aus einer Reihe von Gründen extrem schwer auf herkömmliche Weise herzustellen, vor allem weil sie so hart ist, wenn sie fertiggestellt und gesintert ist, dass sie sehr schwer zu bearbeiten ist”, so Shawn Allan, Vizepräsident von Lithoz America LLC. “Außerdem können sie vor dem Sintern empfindlich sein, so dass sie in diesem Zustand ebenfalls schwer zu befestigen und zu bearbeiten sind. Mit diesem Drucker kann man dagegen viel einfacher mehrere Iterationen eines Teils mit unterschiedlichen Geometrien und Abmessungen herstellen und so das tatsächlich benötigte Teil erhalten.”

Der Drucker kann eine Vielzahl von keramischen Materialien drucken. Er bietet die Möglichkeit, die Materialien für verschiedene Projekte leicht zu wechseln, und seine Bedienung ist relativ einfach zu erlernen, vor allem für jemanden, der einen traditionellen Hintergrund in der Keramikverarbeitung hat. Der Drucker rundet das Forschungsangebot des MRI ab, so Chad Eichfeld, außerordentlicher Forschungsprofessor und Betriebsleiter des Nanofabrikationslabors.

“Die Penn State ist eine praxisorientierte Bildungseinrichtung”, sagte Eichfeld. “An anderen Universitäten würde ein Student vielleicht einen Teil der Arbeiten, die in Amiras und meinem Labor durchgeführt werden, einem Techniker überlassen, der dann die Arbeit für einen erledigt. Aber bei uns wird alles in die Hand genommen. Das ist sehr beeindruckend, da unsere Studenten und sogar einige Studenten hier praktische Erfahrungen mit modernster Technologie sammeln können. Diese Erfahrung wird sich für sie zu Beginn ihrer beruflichen Laufbahn wirklich lohnen.”