Detailansicht
Development of photocurable ceramic suspensions for lithography-based ceramic manufacturing
Altan Alpay Altun
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Chemie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Chemie und Technologie der Materialien
Betreuer*in
Robert Liska
DOI
10.25365/thesis.42523
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-20204.07491.260562-8
Link zu u:search
(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Generative Fertigungsverfahren sind bereits in der kunststoff- und metallverarbeitende Industrie etabliert, in der keramischen Industrie jedoch werden sie nur sehr selten angewandt. Es herrscht eine starke Nachfrage nach der Einführung generativer Fertigungsverfahren, da keine ausreichenden Prototyping-Technologien existieren und die Werkzeuge für Pulverspritzguss sehr teuer sind. Dies sind ideale Bedingungen für die
Verwendung generativer Fertigungsverfahren, wobei bei der Verarbeitung keramischer Materialien Qualität und Zuverlässigkeit wesentlich sind. In diesem Zusammenhang bietet der kürzlich kommerziell etablierte Lithograpy-based Ceramic Manufacturing
(LCM) Prozess neue Möglichkeiten für die generative Fertigung dichter und präziser keramischer Bauteile.
Das Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung von neuen photohärtbaren, keramischen Suspensionen als Ausgansstoffe für das LCM-Verfahren. Diese Suspensionen basieren auf Tricalciumphosphat als anorganische Komponente und einer lichtempfindlichen organischen Matrix als Bindemittel. Die Bewertung dieser Suspensionen umfasst Studien zu ihrer Stabilität und Verarbeitbarkeit sowie die Etablierung geeigneter Verarbeitungsparameter für die Herstellung 3D gedruckten Teile mittels LCM.
Aufgrund der Natur des Prozesses sind die erstellten Teile anfangs Hybridmaterialien, die aus einem keramischen Anteil und einem polymeren Bindemittel bestehen. Daher ist ein weiteres zentrales Thema dieser Arbeit die thermische Nachbearbeitung des
strukturierten Keramik-Photopolymerverbundwerkstoffs, sowie die mechanische Charakterisierung der gesinterten keramischen Bauteile durchzuführen. Abschliessend wurden technische Bauteile und biomimetische Stützstrukturen aus den entwickelten Suspensionen mit Hilfe der erarbeiteten Nachbearbeitungsparameter hergestellt.
Abstract
(Englisch)
Additive manufacturing (AM) technologies are already established in the plastic and metal industry, but the ceramic production has very rarely used these technologies for their purposes. Nevertheless, there is a strong need for the introduction of AM technologies in the ceramic industry, because no sufficient prototyping technologies have thus far existed and the tools for powder injection molding are very expensive. These are actually perfect conditions for the implementation of AM technologies, but since ceramic materials are usually used where other materials fail, the quality and the reliability of the parts are crucial. In this context, the recently commercially established
Lithography-based Ceramic Manufacturing (LCM) process provides new opportunities for the AM of dense and precise ceramic components.
The scope of this work is the development of new photocurable ceramic suspensions as starting materials for the LCM process. These formulations shall be based on tricalcium phosphate as inorganic components and contain a photosensitive organic matrix
as binder. The evaluation of these suspensions comprises studies towards their stability and processability as well as the establishment of appropriate processing parameters for
the shaping of three-dimensional parts by LCM.
Due to the nature of this process, the initially formed parts are composites consisting of the ceramic particles and the polymer binder. Thus, another central topic of this work is the thermal postprocessing of the structured ceramic/photopolymer composites in order to produce the sintered ceramic bodies as well as their mechanical characterization. Technical parts and scaffolds were fabricated using the developed suspensions and the established shaping and postprocessing parameters.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
additive manufacturing bioceramics tricalcium phosphate metal oxides
Schlagwörter
(Deutsch)
generative Fertigung Biokeramik tricalcium Phosphat metal oxide
Autor*innen
Altan Alpay Altun
Haupttitel (Englisch)
Development of photocurable ceramic suspensions for lithography-based ceramic manufacturing
Paralleltitel (Deutsch)
Entwicklung photohärtbarer Keramikformulierungen für AMT
Publikationsjahr
2016
Umfangsangabe
103 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Robert Liska
AC Nummer
AC13348317
Utheses ID
37637
Studienkennzahl
UA | 066 | 658 | |