Formlabs hat das erste erschwingliche, zugängliche und leistungsstarke 3D-Druckmaterial aus technischer Keramik für den SLA-3D-Druck (Stereolithografie) auf den Markt gebracht. Alumina 4N Resin ist ein Material aus 99,99 % reinem Aluminiumoxid, das den flexiblen Arbeitsablauf und die Gestaltungsfreiheit des 3D-Drucks mit der Industriekompatibilität und der hohen Leistung technischer Keramik vereint.
Wenn für derartige Anwendungen maßgefertigte Komponenten oder kleine Stückzahlen von Teilen benötigt werden, liefert der 3D-Druck mit Alumina 4N Resin eine kosteneffiziente, höchst genaue und schnelle Lösung, ohne dass Abstriche hinsichtlich der mechanischen Eigenschaften technischer Keramik gemacht werden müssen, selbst bei Extremtemperaturen.
Formlabs hat Versuche durchgeführt, um die oberen Grenzen der Leistung von Alumina 4N Resin in extremen Temperaturen zu bestimmen, damit Kunden das Material auch in den anspruchsvollsten Anwendungsbereichen mit Gewissheit einsetzen können. Um die vollständigen Testverfahren und Ergebnisse einzusehen, laden Sie gern unser Whitepaper herunter.
Alumina 4N Resin: Technische Keramik für den 3D-Druck
Wie die Ergebnisse dieser Versuche zeigen, können Teile aus Alumina 4N Resin extremen Temperaturen standhalten, ohne dass sich die Materialeigenschaften verschlechtern.
Formlabs entwickelte Alumina 4N Resin mit dem Ziel, den Bedarf an einem Prozess zum 3D-Druck technischer Keramik zu decken, der nicht unerschwinglich teuer und kompliziert ist. Zuvor war Keramik für den 3D-Druck häufig nur in Systemen ab 250 000 € verfügbar und ging mit komplexen Arbeitsprozessen einher, die ein Hindernis für die zuverlässige, konsistente und erschwingliche Herstellung 3D-gedruckter Keramikteile darstellten.
Alumina 4N Resin löst dieses Problem, indem es die materialwissenschaftlichen und ingenieurtechnischen Vorteile technischer Keramik mit der Benutzerfreundlichkeit, Einheitlichkeit und Erschwinglichkeit der 3D-Drucker von Formlabs vereint.
Anwendungsbereiche des 3D-Drucks mit Alumina 4N Resin
Anwendungen mit Hochspannung
Wärmeschutzkomponenten
Werkzeuge für den Metallguss
Individualisiertes Produktionswerkzeug
Funktionsfähige technische Prototypen
Tests bei extremen Temperaturen und Ergebnisse
Wie andere Keramikmaterialien wird Aluminiumoxid bei extrem hohen Temperaturen eingesetzt, die häufig den Schmelzpunkt der meisten Metalle überschreiten, einschließlich sämtlicher Stahl- und sogar Nickellegierungen. Es ist unabdinglich, das Verhalten des Materials bei derartigen Temperaturen zu verstehen, da dies über Erfolg oder Misserfolg eines Teils entscheidet.
Der Schmelzpunkt von Aluminiumoxid liegt bei über 2000 °C, doch schon vor diesem Punkt beginnt das Material durchzuhängen und an Festigkeit einzubüßen. Das technische Datenblatt von Formlabs empfiehlt eine maximale Betriebstemperatur von 1500 °C. Im folgenden Versuch möchten wir jedoch demonstrieren, dass es je nach Anwendung auch weitaus höheren Temperaturen standhält.
Prüfverfahren
Die Tests wurden mit einem standardmäßigen Versuchaufbau durchgeführt – ein dünner, gerader Prüfkörper, gedruckt aus Alumina 4N Resin wurde über zwei feste Punkte mit einem Abstand von 90 mm gelegt und dann erhitzt. Mithilfe eines Höhenmessers und eines Granittisches wurde gemessen und aufgezeichnet, wie groß der Durchhang des Prüfkörpers zwischen den beiden Fixpunkten war.
Die Prüfkörper wurden alle normal gebrannt, basierend auf den Produktempfehlungen auf der Webseite von Formlabs. Die Durchhangprüfung folgte einem einheitlichen Verfahren, bei dem mit 5 °C/min auf 400 °C unter der Solltemperatur erhitzt und dann mit 2 °C/min bis zur Solltemperatur erhitzt wurde, welche zwei Stunden lang gehalten wurde.
Die Prüfkörper wurden auf dem Drucker Form 3+ in Alumina 4N Resin gedruckt und gemäß den Anweisungen gebrannt.
Der Prüfkörper wurde über zwei feste Punkte im Abstand von 90 mm gelegt, bevor er erhitzt wurde.
Ergebnisse
Die Prüfung von Alumina 4N Resin bei hohen Temperaturen hat gezeigt, dass es extrem widerstandsfähig gegenüber Verformung ist. Das 2,6 mm hohe Teil wies bei 1600 °C weniger als 1° Durchhang auf, obwohl die ungestützte Spanne über 30-mal länger war als die Höhe des Prüfkörpers. Um die vollständigen Daten einzusehen, laden Sie gern unser Whitepaper herunter.
Für Teile, die unter extremen Temperaturbedingungen eingesetzt werden, ist Alumina 4N Resin perfekt geeignet. Bei „niedrigen“ Temperaturen von unter 1400 °C weist es keinerlei Durchhang oder Verformung auf. Kombiniert mit den sonstigen Eigenschaften von Alumina 4N Resin, beispielsweise seiner extremen elektrischen und chemischen Beständigkeit sowie geringen Permeabilität, macht dies das Material zur idealen Wahl für zahlreiche Anwendungen im Maschinenbau, für welche der 3D-Druck zuvor ausgeschlossen war.
Um die Eignung von Alumina 4N Resin für Ihren Anwendungsfall zu prüfen, kontaktieren Sie unser Expertenteam.
