Die offizielle Website des US-amerikanischen HRL-Labors berichtete, dass Forschern im Labor ein großer Durchbruch auf dem Gebiet der 3D-Drucktechnologie gelungen sei. Sie haben eine neue Technologie entwickelt, die mithilfe des 3D-Drucks superstarke Keramikmaterialien herstellt, die nicht nur komplexe Formen haben können, sondern auch hohen Temperaturen von mehr als 1.700 Grad Celsius standhalten, was voraussichtlich eine Rolle in der Luft- und Raumfahrt sowie in der Mikro- elektromechanische Bereiche in der Zukunft.
Keramik hat viele nützliche Eigenschaften, wie hohe Festigkeit, hohe Härte sowie Korrosions- und Verschleißfestigkeit, aber sie hat auch eine „Achillesferse“ – sie lässt sich nicht einfach in komplexe Formen bringen. Mit der 3D-Drucktechnologie können Keramiken komplexe Formen erhalten, der extrem hohe Schmelzpunkt von Keramiken schränkt jedoch den Einsatz dieser Methode ein. Derzeit sind einige keramische 3D-Drucktechnologien nicht nur ineffizient, sondern auch die gedruckten Produkte weisen häufig Risse auf. Dank eines hochentwickelten lichthärtenden Rapid-Prototyping-Verfahrens verfügen die Forscher von HRL Lab nun über den 3D-Druck kompakter, hochtemperaturbeständiger Keramikteile mit einer Vielzahl von Formen.
In der neuen Studie haben der Chemieingenieur Zack Ecker und der Chemiker Chao-yin Zhou eine Harzformulierung aus Silizium, Stickstoff und Sauerstoff entwickelt, die aushärtet, wenn sie in einem 3D-Drucker einem ultravioletten Lichtstrahl ausgesetzt wird. Das als Keramikvorläufer bekannte Harz kann in Teile unterschiedlicher Form und Größe in 3D gedruckt werden, und das gedruckte Material verwandelt sich bei Überhitzung in eine hochfeste, vollständig dichte Keramik.
Laut Tobias Scheidler, Materialwissenschaftler am HRL-Labor, ist die neue Methode 100- bis 1-{2}-mal effizienter als frühere 3D-Keramikdrucktechniken und zehnmal stärker als ähnliche Materialien.
Die Forscher glauben, dass diese superstarke, hochtemperaturbeständige Keramik bei der Herstellung großer Teile in Düsentriebwerken und Ultraüberschallflugzeugen sowie komplexer Komponenten in mikroelektromechanischen Systemen wie winzigen Sensoren verwendet werden könnte. und viele andere Bereiche.