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Entwicklung von Keramikheizern mit Hilfe von 3D-Druck

Keramische Hochtemperaturheizelemente werden traditionell in Form einfach gebogener Heizstäbe angeboten und finden zum Beispiel im Industrieofenbau zahlreich Verwendung. Wir erklären Ihnen hier Methoden zur Herstellung mit Hilfe von wasserlöslichen 3D-gedruckten Formen.

Das Labor für Keramische Materialien an der Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften (ZHAW) hat eine neue Herstellungsroute entwickelt, die es erlaubt, auch komplexer geformte Geometrien von Heizelementen herzustellen. Dazu werden typische keramische Giessverfahren wie Gelcasting oder Spritzguss mit 3D gedruckten wasserlöslichen Formen kombiniert. Das Auflösen der Formen ermöglicht komplizierteste und  Formen im Hinterschnitt, die auf anderem Wege nicht zugänglich wären.

Zur Herstellung der wasserlöslichen Formen wird im FDM-Verfahren Standard-Stützmaterial PVA gewählt. Im Falle von DLP wird auf spezielle lichtaushärtende aber dennoch wasserlösliche Formulierungen zurückgegriffen. Ist die Form einmal aufgelöst, kann der Keramikrohling gegebenenfalls nachbearbeitet werden, von Bindemittel befreit und schliesslich zur Endform gebrannt werden.

Im Falle der Heizelemente werden elektrisch leitfähige Keramiken hergestellt, die über ihren Widerstand zur benötigten Heizleistung individuell eingestellt werden können.

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