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Kompetenzzentrum für additive Fertigung von Keramik – vom druckbaren Rohstoff bis zum gesinterten Bauteil
3DK – Kompetenzzentrum 3DKeramik (Forschungsinstitut für Glas – Keramik GmbH)
Höhr-Grenzhausen (CeraTechCenter)Neu auf Amplifa
Kompetenzzentrum 3DKeramik
Das Kompetenzzentrum 3DKeramik (3DK) ist das erste Zentrum für die additive Fertigung anorganisch-nichtmetallischer Werkstoffe in Rheinland-Pfalz. Es wurde 2019 mit Mitteln des EFRE und des Wirtschaftsministeriums Rheinland-Pfalz von den Partnern Forschungsinstitut für Glas – Keramik (FGK), Hochschule Koblenz und Universität Koblenz gegründet. Im Folgeprojekt 3DKI wirken zudem der Umwelt-Campus Birkenfeld der Hochschule Trier und die Forschungsgruppe Software Engineering der Universität Koblenz mit, mit Fokus auf Künstlicher Intelligenz und Nachhaltigkeit. Die Leistung umfasst die gesamte Prozesskette: Entwicklung von Prozessadditiven, Aufbereitung druckfähiger Massen und Dateien, keramischen 3D-Druck von Bauteilen im Millimeter- bis Metermaßstab, thermische Behandlung mit Entbinderung und Sintern sowie Charakterisierung. Hauptstandort ist das CeraTechCenter in Höhr-Grenzhausen im Kannenbäckerland. Das Zentrum unterstützt Unternehmen bei F&E-Projekten, auch im Rahmen öffentlich geförderter Programme wie ZIM und BMBF, und bietet Workshops und Schulungen an. Anwendungsfelder reichen von der Anwendung im menschlichen Körper bis zum Einsatz im Stahlwerk.
- Standort
- Höhr-Grenzhausen
- Verfahren
- Additive Fertigung anorganisch-nichtmetallischer Werkstoffe (Keramik), Prozessadditive (Materialmodifikation für druckfähige Massen), Aufbereitung (druckfähige Datei und druckfähige Masse), Formgebung / keramischer 3D-Druck, Entbinderung, Sintern (Brennen), Charakterisierung (Rheologie, mechanische Kennwerte, zerstörungsfreie Prüfung bildgebend), Contour-Crafting (Großformatdruck, Feuerbeton)
- Werkstoffe
- Anorganisch-nichtmetallische Werkstoffe (Keramik), hochtonerdehaltiger Feuerbeton, Hochtonerdehaltiger Feuerbeton, Prozessadditive, Keramischer 3D-Druck (additive Formgebung), Contour-Crafting (Großformatdruck), Entbinderung, Sintern (Brennen)
- Gegründet
- 2019
- Branchen
- Keramische Technologien, Stahlwerk / Feuerfest, Medizintechnik, Forschung und Entwicklung, Medizintechnik (Anwendung im menschlichen Körper)
- 01
Prozessadditive (Materialmodifikation)
- 02
Aufbereitung (druckfähige Masse und Datei)
- 03
Formgebung (keramischer 3D-Druck)
- 04
Thermische Behandlung (Entbinderung)
- 05
Sintern (Brennen)
- 06
Charakterisierung
Werkstoffe und Verfahren
Anorganisch-nichtmetallische Werkstoffe (Keramik)
Werkstoffgruppe für additive Fertigung von Bauteilen von der medizinischen Anwendung bis zum Stahlwerk.
Hochtonerdehaltiger Feuerbeton
Feuerfestes Material für Contour-Crafting-Großformatdruck mit Einsatz im Stahlwerk.
Prozessadditive
Materialmodifikationen, die anorganisch-nichtmetallische Massen druckbar machen und Formstabilität der Schichten sichern.
Keramischer 3D-Druck (additive Formgebung)
Kernverfahren der Formgebung für Druckteile im Millimeter- bis Metermaßstab.
Contour-Crafting (Großformatdruck)
Schichtweiser Lagenaufbau großformatiger Bauteile aus Feuerbeton mit Hilfe von Prozessadditiven.
Entbinderung
Tage dauernder thermischer Prozess zur Entfernung organischer Bestandteile vor dem Sintern.
Sintern (Brennen)
Hochtemperaturkonsolidierung des Druckteils zu seinen funktionellen Eigenschaften.
Charakterisierung und zerstörungsfreie Prüfung
Rheologie, mechanische Kennwerte und bildgebende Prüfung zur Optimierung der Prozessparameter.
Standorte
Höhr-Grenzhausen (CeraTechCenter)
DEHauptstandort und Kompetenzzentrum
- Losgröße
- Prototypen und Forschungsaufträge
- Werkstoffe
- Keramik, hochtonerdehaltiger Feuerbeton
- 3D-Drucksysteme für Keramik
- Prüftechnik / Charakterisierungsanlagen
- Eirich-Mischer
- Hochtemperatur-Ofen
- Raman-Mikroskop WITec alpha300 apyron
Druckteile und Anwendungen
Einblicke in die Fertigung
Branchen
Verfahren & technische Grenzen
| Verfahren | Toleranz | Max. Bauteil | Gewicht | Losgröße | Werkstoffe |
|---|---|---|---|---|---|
| Additive Fertigung anorganisch-nichtmetallischer Werkstoffe (Keramik)Additiv | – | Metermaßstab (Druckteile im Millimeter- | – | – | Anorganisch-nichtmetallische Werkstoffe (Keramik) |
| Prozessadditive (Materialmodifikation für druckfähige Massen)Additiv | – | – | – | – | Anorganisch-nichtmetallische Massen |
| Aufbereitung (druckfähige Datei und druckfähige Masse)Additiv | – | – | – | – | Anorganisch-nichtmetallische Massen |
| Formgebung / keramischer 3D-DruckAdditiv | – | Metermaßstab | – | – | Keramik, Feuerbeton |
| EntbinderungWärmebehandlung | – | – | – | – | Keramik |
| Sintern (Brennen)Wärmebehandlung | – | – | – | – | Keramik |
| Charakterisierung (Rheologie, mechanische Kennwerte, zerstörungsfreie Prüfung bildgebend)Prüfung | – | – | – | – | Keramik |
| Contour-Crafting (Großformatdruck, Feuerbeton)Additiv | – | – | – | – | hochtonerdehaltiger Feuerbeton |
2 Anlagen & Maschinen
| Maschine | Hersteller / Modell | Anzahl | Arbeitsraum | Baujahr | Standort |
|---|---|---|---|---|---|
| 3D-Drucksysteme (keramischer Druck) | – | – | Druckteile im Millimeter- bis Metermaßstab | – | CeraTechCenter, Höhr-Grenzhausen |
| Prüftechnik / Charakterisierungsanlagen | – | – | – | – | CeraTechCenter, Höhr-Grenzhausen |
Zusatzleistungen
Entwicklung des Zentrums
- 2019
Gründung des Kompetenzzentrums 3DKeramik mit Mitteln des EFRE und des Wirtschaftsministeriums Rheinland-Pfalz durch die Projektpartner FGK, Hochschule Koblenz und Universität Koblenz.
- 2022
Ende der ersten Förderphase: Aufbau einer leistungsfähigen Infrastruktur und Know-how im keramischen 3D-Druck.
- 2022
Teilnahme am International Colloquium on Refractories (ICR) in Aachen.
- 2022
Erster internationaler Contour-Crafting-Workshop am Kompetenzzentrum.
- 2023
Präsentation von Forschungsergebnissen auf der UNITECR 2023; Start des Folgeprojekts 3DKI (KI und Nachhaltigkeit) mit Hochschule Trier und Universität Koblenz.