Di tutti i materiali che sono attualmente sottoutilizzati ma hanno un alto potenziale, nessuno è più eccitante per me della ceramica. La ceramica stessa come materiale antico può darci accesso a molte categorie di prodotti giornaliere attraverso un materiale nobile. Le ceramiche tecniche hanno incredibilmente elevate prestazioni in termini di usura, resistenza chimica, resistenza alla temperatura pur essendo incredibilmente dimensionalmente stabili. Questi materiali ad alte prestazioni sono relativamente sconosciuti ma vengono utilizzati nelle applicazioni industriali, mediche e di attrezzamento più esigenti. Aziende come Lithoz ed ECM hanno innovato ampiamente nella stampa 3d a ceramica, ma si sa molto poco del potenziale di questi materiali nella stampa 3D. Abbiamo deciso di intervistare Michael Steinbach di Steinbach AG, una ceramica tecnica specializzata tedesca e una ditta di materiali ad alte prestazioni . Essendo stata ampiamente attiva nella ceramica tecnica, l’azienda ha risposto ai desideri dei clienti per una maggiore libertà di progettazione nelle parti in ceramica, acquisendo macchine Lithoz tra cui una nuova Cerafab 8500 per iniziare a produrre parti in serie in ceramica per diversi settori .
Che tipo di azienda è Steinbach e perché dovrei lavorare con te?
Steinbach AG è una società per azioni e un partner di medie dimensioni dell’industria che opera nei mercati globali. In Germania, siamo uno dei pochi fornitori di ceramiche tecniche. Forniamo ai nostri clienti tecnologie aggiornate e, oltre a un’ampia consulenza tecnica e allo sviluppo individuale, offriamo una produzione rapida ed estremamente precisa dalla dimensione del lotto 1 in poi.
Una parte in ceramica tecnica stampata in 3D realizzata da Steinbach per un reattore fluido.
Perché hai iniziato a stampare in 3d ceramiche ?
Steinbach AG con la sua divisione “Technical Ceramics” si è specializzata nella produzione additiva di ceramiche tecniche ad alte prestazioni per applicazioni industriali e mediche.
In passato, abbiamo ricevuto sempre più richieste di geometrie complesse fabbricate individualmente. Ecco perché abbiamo acquistato la nostra prima stampante 3D nel 2016.
Le parti stampate in 3D hanno prestazioni migliori o peggiori di quelle convenzionali?
Basato sul metodo di produzione generativa LCM , per la prima volta i prototipi di ceramica 3D possono essere prodotti con la massima qualità della serie. In contrasto con i convenzionali metodi di prototipazione rapida in cui i componenti trasmettono solo l’impressione spaziale e la forma in generale, i prototipi prodotti da LCM possono essere caricati. Grazie al metodo LCM, i prototipi 3D in ceramica dispongono di una qualità di 0,4 Ra senza post-elaborazione e raggiungono una densità teorica superiore al 99%. Le tolleranze sono +/- 0,1 mm. I componenti di Withal dispongono di una superficie estremamente liscia anche senza successiva finitura.
Nella produzione convenzionale, il progettista deve tenere conto della producibilità dei prodotti. Ciò porta a limiti nella geometria e nella progettazione, in modo che i compromessi debbano essere fatti. Nel metodo LCM, tuttavia, la progettazione libera è possibile determinata dall’applicazione e non dipende dal processo di produzione. Quindi per la prima volta possono essere implementate anche strutture difficili e geometrie complesse come cavità, canali sottili e sottosquadri. Le caratteristiche dei componenti ceramici sono notevolmente influenzate anche durante il processo di produzione. Le qualità materiali non cambiano mentre lo fai.
Che tipo di clienti stampano le ceramiche 3D? A cosa servono le parti?
Campi di applicazione per diversi settori:
• Applicazioni ad alta temperatura
• Chimica e laboratori
•Tecnologia medica
•Industria automobilistica
• Attrezzature di analisi e misura
• Microreattori / applicazioni microfluidiche
• Micro-elettronica
• Plasmatechnology
• Settore aerospaziale
Ad esempio nel campo della tecnologia ad alta temperatura, i materiali devono resistere a temperature elevate fino a molto più di 1000 ° C senza distorsioni o affaticamento. Per la maggior parte dei materiali che non è sostenibile a lungo termine. Le ceramiche tecniche di stampa 3D possono resistere a temperature di funzionamento di 1600 ° C e oltre. Inoltre, anche alle più alte temperature di applicazione nel vuoto ultra-alto, mantengono stabile senza attenuarsi o fluire. Ampie aree di applicazione per componenti di ceramica per stampa 3D sono state aperte nella costruzione di forni industriali, nell’industria del vetro e dell’acciaio, nelle tecnologie di controllo e misurazione, nella ricerca, nello sviluppo e nel campo dell’analisi termica e dell’ingegneria di processo.
Quali tipi di ceramiche puoi stampare?
Steinbach AG produce ceramiche tecniche di stampa 3D realizzate in allumina e ossido di zirconio. Generalmente utilizziamo tre materiali ceramici: FormAlox 999, FormAlox 998 e FormAcon 3Y.
Vedi l’espansione della ceramica stampata in 3D?
Decisamente. Lo vediamo ogni giorno con crescenti domande. Le parti stampate in 3D, in particolare quelle ceramiche tecniche, stanno diventando sempre più importanti.
Molti clienti provano e sono entusiasti dei numerosi vantaggi come
• durezza eccezionale
• Resistenza alle alte temperature (1600 ° C)
• Resistenza all’usura superiore
• Elevata resistenza alla corrosione
• Resistenza chimica
• Alimento sicuro, biocompatibile
• Isolante elettrico
Cosa sta trattenendo la ceramica stampata in 3D?
A prima vista l’alto costo. Tuttavia, contrariamente ai processi di formatura convenzionali, nella produzione generativa di LCM non sono necessari strumenti specifici poiché l’elaborazione segue direttamente il set di dati CAD.
