Werkstoff- und Prozessanalyse zur Herstellung keramischer Werkstoffverbunde mittels badbasierter Photopolymerisation (VPP-LED)
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Beschreibung
Keramische Werkstoffe werden aufgrund ihrer hohen mechanischen Festigkeit und chemischen Beständigkeit in zahlreichen technischen Anwendungen eingesetzt. Die additive Fertigung, insbesondere die badbasierte Photopolymerisation (VPP), eröffnet neue Möglichkeiten zur Herstellung komplexer und individualisierter Keramikbauteile. Eine vielversprechende Weiterentwicklung stellt das Multi-Material Additive Manufacturing dar, das die gezielte Kombination unterschiedlicher Werkstoffe innerhalb eines Bauteils ermöglicht, um die Bauteileigenschaften gezielt einzustellen und neue Anwendungsfelder zu erschließen. Voraussetzung hierfür ist ein fundiertes Verständnis der Werkstoffe sowie ihrer Wechselwirkungen entlang der gesamten Prozesskette. Ziel der Dissertation ist eine umfassende Werkstoff- und Prozessanalyse als Grundlage für die Herstellung keramischer Werkstoffverbunde mittels VPP unter besonderer Berücksichtigung prozesskettenübergreifender Wechselwirkungen. Auf Basis einer systematischen Werkstoffauswahl wird ein geeignetes Werkstoffcluster mit hohem Potenzial für die gemeinsame Verarbeitung identifiziert. Für dieses Cluster wird ein flexibel einsetzbares Bindersystem entwickelt und beispielsweise unter dem Einsatz künstlicher Intelligenz optimiert. Ergänzend werden geeignete Prozessstellgrößen für die Belichtung und das Entbindern ermittelt sowie das Schrumpfungsverhalten während des Sinterns untersucht, um Prozessstellgrößen für einen gemeinsamen Sinterprozess abzuleiten. Die gewonnenen Erkenntnisse werden zur Herstellung keramischer Werkstoffverbunde mittels Sinterfügen und Multi-Material-VPP angewendet.
Autor*in
Johannes Schubert
Themen in »Werkstoff- und Prozessanalyse zur Herstellung keramischer Werkstoffverbunde mittels badbasierter Photopolymerisation (VPP-LED)«
Keramiken Additive Fertigung Additive Manufacturing (AM) Badbasierte Photopolymerisation (VPP-LED) Werkstoffverbunde Al2O3 ZrO2