Formnext 2025

Messe / 18. November 2025 - 21. November 2025

Als Hub für Additive Manufacturing ist die Formnext die zentrale Plattform für Expert*innen aus dem industriellen 3D-Druck und Produktionsprofis aus immer mehr Anwendungsbranchen.

Auf dem Gemeinschaftsstand der Fraunhofer-Gesellschaft (Halle 11.0, Stand D31) zeigt das Fraunhofer IKTS seine Expertise bei der Adaption von additiven Fertigungsverfahren für keramische Werkstoffe sowie der Hybridisierung von Bauteilen aus mehreren Werkstoffen.

Veranstaltungsdetails

Veranstaltungsort

Frankfurt am Main

Datum

18. November 2025 - 21. November 2025

© Fraunhofer IKTS
Individualisierter SSiC-Körperschutz für Damen, CerAM FFF

Additiv gefertigter Körperschutz

Aufgrund ihrer Eigenschaften – hoher E-Modul, hohe Härte und hohe Festigkeit – eignen sich keramische Materialien für Schutzausrüstung und Panzerung im wehr- und sicherheitstechnischen Umfeld. Das Fraunhofer IKTS bietet dabei einige Varianten additiver Formgebungsverfahren des sog. CerAMfacturings an, bei denen durch Hybridisierung von Materialien oder Verfahren komplexe Bauteile mit geringen oder mittleren Stückzahlen hergestellt werden können. Von besonderem Interesse sind leichtgewichtige Ausrüstungen hoher Härte gefertigt aus SiC und B4C zum passiven Körperschutz. Zur Herstellung solcher großvolumiger Bauteile werden additive Formgebungsmethoden wie das pulverbettbasierte Binder Jetting (BJT) und das materialextrudierende Fused Filament Fabrication (FFF) eingesetzt. Einen besonders guten ballistischen Schutz bieten Diamant/SiC-Composite, die im Moment Hauptgegenstand aktueller Entwicklungen sind.

Sensorik unter harschen Umgebungsbedingungen

Harsche Umgebungsbedingungen mit hohen thermischen, chemischen und/oder mechanischen Belastungen sind in nahezu allen Bereichen der Industrie eine Herausforderung. Hochintegrierte sensorische Systeme mit metallischen oder polymeren Komponenten kommen hier an ihre Grenzen und erschweren eine echtzeitbasierte Datenerfassung. Funktionalisierte 3D-Keramikkomponenten dagegen erfüllen die Anforderungen hinsichtlich Robustheit, Miniaturisierung und Zuverlässigkeit. Durch die gezielte Werkstoffauswahl und Kombination aus additiver Fertigung und Dickschichttechnologie vereinen sie chemische und thermische Beständigkeit, hohe Härte, geringe Dichte oder bestimmte biologische Eigenschaften erstmals mit hochkomplexen Geometrien.

Knochenenähnlicher degradierbarer Kieferknochenersatz

Basierend auf der Kombination der keramischen Wannen-Photopolymerisation (CerAM VPP) und des Gefrierschäumens wurden passgenaue, mechanisch stabile Knochenersatzmaterialien für den Einsatz als lasttragende Kieferknochen entwickelt. Als Ergebnis von Tierversuchen im Unterkiefer wurde ein generisches Hybridimplantat als Demonstrator für den Schweinekiefer entwickelt.

Multi-Material Heiz- und Zündelemente für die Luft und Raumfahrt

Auch in der Luft und Raumfahrt wächst der Bedarf nach effizienteren und kostengünstigeren Bauteilen. Die Additive Fertigung komplexer funktionalisierter Bauteile aus Hochleistungswerkstoffen eröffnet hier neue Potenziale. Mit der Multi Material Jetting-Technology am Fraunhofer IKTS kann eine große Anzahl unterschiedlicher Eigenschaftskombinationen in einem Bauteil in einem einzigen Fertigungsschritt realisiert werden. So können elektrisch funktionale, vollkeramische Multimaterialkomponenten additiv gefertigt werden. Darunter fallen beispielsweise verschiedene Heiz- und Zündelemente.

PBF-LB für die Herstellung von komplexen SiSiC-Keramiken

Powder Bed Fusion – Laser Beam (PBF-LB) ist ein etabliertes AM-Verfahren im Bereich des Kunststoff- und Metalldrucks, bei dem Materialien als Pulver durch einen Laser in einem Pulverbett aufgeschmolzen werden. Am Fraunhofer IKTS wurde dieses Formgebungsverfahren nun für die Herstellung siliziuminfiltrierter Siliciumkarbidkeramik (SiSiC) nutzbar gemacht. Dies war bisher nicht möglich, da SiC nicht schmelzbar ist und bei hohen Temperaturen passivierende Oxidschichten bildet.

Am Fraunhofer IKTS wurden SiC-Pulver entwickelt, die aufgrund ihrer Rundheit eine hohe Fließfähigkeit aufweisen und sich ideal für pulverbettbasierte Herstellungsverfahren eignen. Die SiC-Pulver wurden anschließend mit einem speziellen Novolak beschichtet. Dieses Harz ist thermoplastisch schmelzbar und kann auch zu einem Duromer verarbeitet werden. Das Ausgangsmaterial kann mittels einer herkömmlichen PBF-LB-Anlage verarbeitet werden. Die so hergestellten Bauteile können nach der additiven Formgebung durch konventionelle Pyrolyse und Silizierung zu Siliciumcarbidbauteilen mit Eigenschaften, die denen von konventionell formgegebenen Bauteilen entsprechen, überführt werden.

Messen