3D-Druck mit Keramik im Mikromaßstab
Keine Kompromisse bei den Materialeigenschaften

Die AL-Aluminiumoxidkeramik von BMF vereint die extreme Härte, thermische Stabilität und chemische Beständigkeit von gesintertem Aluminiumoxid mit der geometrischen Gestaltungsfreiheit des Mikro-3D-Drucks – und ermöglicht so komplexe Keramikteile in Auflösungen, die mit herkömmlichen Keramikfertigungsverfahren nicht realisierbar sind.

Warum Keramik?

Keramikwerkstoffe decken einen Leistungsbereich ab, den Polymere nicht erreichen können. Wenn eine Anwendung Beständigkeit gegen hohe Temperaturen, aggressive Chemikalien oder elektrische Isolierung auf höchstem Niveau erfordert, ist Keramik das Material der Wahl.

Herkömmliche Verfahren der Keramikherstellung – Pressen, Gießen, Zerspanen – bringen erhebliche Einschränkungen bei der Konstruktion mit sich. Komplexe Innengeometrien, feine Details und die Fertigung kleiner Stückzahlen lassen sich nur schwer oder gar nicht kosteneffizient realisieren.

Die PµSL-Technologie von BMF ändert dies. Durch die Aushärtung einer hochdichten Aluminiumoxid-Aufschlämmung Schicht für Schicht mittels Photopolymerisation und das Sintern des Rohkörpers auf nahezu theoretische Dichte liefert BMF keramische Mikroteile mit der Präzision, die Ihre Anwendung erfordert.

AL Tonerde-Keramik

Hochreines Aluminiumoxid. Präzision im Mikromaßstab.

Die AL-Keramik von BMF ist ein zu 99,99 % reines Aluminiumoxidmaterial, das im Rahmen eines keramischen Stereolithografie-Verfahrens verarbeitet und auf eine theoretische Dichte von 99,5 % gesintert wird. Das Ergebnis ist ein Bauteil, das die gesamten mechanischen, thermischen und elektrischen Eigenschaften von gesintertem Aluminiumoxid beibehält – und das bei Strukturgrößen, die nur durch den Mikro-3D-Druck realisierbar sind.

Die wichtigsten Vorteile:

  • Hohe Temperatur
  • Hohe Festigkeit
  • Hohe Steifigkeit
  • Chemische Beständigkeit

Zielanwendungen/Industriezweige:

Wo Präzisionskeramik ihre Stärken ausspielt

Medizinprodukte: Dank seiner Biokompatibilität, chemischen Beständigkeit und Härte ist Aluminiumoxid ein bewährtes Material für Komponenten in Medizinprodukten. Der Mikro-3D-Druck ermöglicht komplexe Geometrien – interne Kanäle, feine Strukturen, maßgeschneiderte Geometrien –, die die Entwicklung und Forschung im Bereich der Medizinprodukte der nächsten Generation unterstützen.

Elektronik & HF/Mikrowellen Dank seines hohen spezifischen elektrischen Widerstands (10¹⁴ Ω·cm) und seiner hohen Wärmeleitfähigkeit (32 W/m·K) eignet sich AL-Keramik hervorragend für elektronische Substrate, Isolatoren und HF-Komponenten. Der Druck im Mikromaßstab ermöglicht die feinen Geometrien, die für Antennen, Wellenleiter und Filterstrukturen erforderlich sind, wo herkömmliche Bearbeitungsverfahren an ihre Grenzen stoßen.

Werkzeuge, Gehäuse und Industrie Mit einer Druckfestigkeit von 2300 MPa und ihrer Beständigkeit gegen chemische Einflüsse ist Aluminiumoxidkeramik ein idealer Werkstoff für Werkzeuge, Gehäuse und Bauteile, die in rauen Umgebungen eingesetzt werden. Die Möglichkeit, komplexe Geometrien ohne aufwendige Werkzeuge zu drucken, verkürzt die Vorlaufzeiten für industrielle Anwendungen mit geringen Stückzahlen.

AL Aluminiumoxid-Keramik Materialeigenschaften

REINHEIT (%) FESTSTOFFBELADUNG (Vol.-%) DYNAMISCHE VISKOSITÄT (Pa-s) THEORETISCHE DICHTE (g/cm) RELATIVE DICHTE (%) DREIPUNKT-BIEGEFESTIGKEIT (MPa) OBERFLÄCHENRAUHEIT Ra (μm) YOUNG-MODUL (GPa) SPEZIFISCHER ELEKTRISCHER WIDERSTAND (Ω•cm) WÄRMEAUSDEHNUNGSKOEFFIZIENT (ppm/K) WÄRMELEITFÄHIGKEIT (W/(m•K))
REINHEIT (%)
99.8
FESTSTOFFBELADUNG (Vol.-%)
50
DYNAMISCHE VISKOSITÄT (Pa-s)
10
THEORETISCHE DICHTE (g/cm)
3.99
RELATIVE DICHTE (%)
99
DREIPUNKT-BIEGEFESTIGKEIT (MPa)
400
OBERFLÄCHENRAUHEIT Ra (μm)
<0.5
YOUNG-MODUL (GPa)
300
SPEZIFISCHER ELEKTRISCHER WIDERSTAND (Ω•cm)
≈1014
WÄRMEAUSDEHNUNGSKOEFFIZIENT (ppm/K)
7-8
WÄRMELEITFÄHIGKEIT (W/(m•K))
32

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Ganz gleich, ob Sie ein neues Gerät entwickeln, einen Prozess validieren oder die Möglichkeiten der Keramikfertigung im Mikromaßstab ausloten möchten – BMF kann Ihnen dabei helfen.

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Als bestehender BMF-Kunde sind wir von der Leistung unseres microArch S130 zur Unterstützung unserer Arbeit im Mikro-Keramikdruck begeistert – er liefert die für unsere Teile erforderliche Auflösung, Genauigkeit und Präzision. Als erster Kunde des neuen microArch S230, dem 2 µm-System der nächsten Generation, freuen wir uns darauf, die Verbesserungen der Plattform zu nutzen, um unsere Teilekapazität durch das größere Bauvolumen zu erhöhen und unsere Druckzeiten zu beschleunigen. Wir freuen uns auf die weitere Zusammenarbeit mit dem BMF-Team und deren Mikropräzisions-3D-Druckern, um unsere Anforderungen an Mikrobauteile zu erfüllen.

– Toby Schaedler, Leiter der Abteilung für strukturierte Materialien und Strukturen bei HRL Laboratories, LLC