Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTSIm Rahmen des Forschungsprojekts KERMIT werden innovative Materialien zur Kennzeichnung keramischer Bauteile entwickelt, die in Hochtemperaturprozessen über 500 °C eingesetzt werden. Die Thematik der nachverfolgbaren Bauteilkennzeichnung in technischer Keramik wird durch hohe Temperaturen beim Sintern von Oxidkeramiken (bspw. Al2O3 und ZrO2 bei 1600–1800 °C) sowie Siliciumcarbid-basierten Komponenten (bis zu 2100 °C) verschärft. Herkömmliche Methoden wie glasierte Farbschichten versagen aufgrund mangelnder Temperaturstabilität und Schleifresistenz.
Das Projekt zielt auf die Entwicklung neuartiger Drop-on-Demand-(DoD)-Inkjet-Materialtinten ab, die in die ungesinterte Keramikmatrix eindringen und thermisch stabile Farbzentren erzeugen. Diese Farbzentren entstehen durch gezielte Gitterdotierung und Defektchemie beim Sintern, wodurch die Kennzeichnungen in Tiefen von 2–3 mm erhalten bleiben. Glas wird als temporäres Flussmittel integriert, um die Übertragung der färbenden Ionen während des Sinterprozesses zu ermöglichen, ohne die Keramikeigenschaften zu beeinträchtigen.
Ein wesentliches Merkmal des Projekts ist die Entwicklung einer Kennzeichnungslösung, die die Lesbarkeit auf hellen Keramiken gewährleistet und innovative Ansätze zur Kennzeichnung dunkelfarbiger Keramiken (z.B. Siliciumcarbid) erforscht. Das Projekt schließt eine bestehende Forschungslücke, indem es mm-tiefe, untergründige Kennzeichnungen schafft, die auch nach dem Schleifen robust auslesbar sind.
Der Fokus des Machbarkeitsnachweises liegt auf der Erprobung unkonventioneller Verfahren und neuer Prozess-Struktur-Eigenschaftsbeziehungen. Das Ziel besteht darin, die Rückverfolgbarkeit und Qualitätssicherung in der keramischen Fertigung zu revolutionieren. Zu diesem Zweck wird eine digitalisierbare individuelle Markierung auf die Keramikbauteile aufgedruckt. Diese Markierung ist insbesondere für Anwendungen in Hochtemperaturprozessen konzipiert, wie sie beispielsweise in der Luft- und Raumfahrt zum Einsatz kommen.
Förderkennzeichen: 03XPM032
Projektlaufzeit: 01.09.2026 – 29.02.2028
Förderrichtlinie "Experiment!Material"
