Siliziumkarbid aus dem 3D-Drucker

3-D-Druckverfahren  stehen nach Ansicht von Experten kurz davor, die Industrieproduktion in Deutschland  zu verändern. Christian Polzin von  der Universität Rostock ist begeistert von dieser Technik.

Der 34-jährige gebürtige Brandenburger, der während seines Studiums ein Industriepraktikum bei der Baker Hughes Incorporation in Houston/Texas absolvierte,  hat ein neues 3D-Druckverfahren zur Herstellung keramischer Formkörper aus Aluminiumoxid und Siliziumkarbid entwickelt.

„Für Innovationen ist der 3-D-Druck ein Beschleuniger“. Davon ist der junge Wissenschaftler überzeugt. Durch seine Idee wird es möglich, komplexe Bauteile sowohl  aus Aluminiumoxid als auch aus Silziumkarbid herzustellen. 

Professor Hermann Seitz, Inhaber des Lehrstuhls  für Fluidtechnik und Mikrofluidtechnik  der Rostocker Fakultät für Maschinenbau und Schiffstechnik, bestärkt Polzin darin, seine Forschungen auf dieser Strecke auszuweiten. „3-D-Druckverfahren werden sich im industriellen Umfeld zunehmend als flexible und schnelle Fertigungsmethode etablieren“, ist Prof. Seitz überzeugt.

Nahezu alle Automobilhersteller lassen bereits Prototypen- und Serienteile von solchen 3-D-Druckern herstellen. Was früher einige  Monate dauerte und viel Geld  verschlang, lässt sich jetzt in wenigen Tagen preiswert produzieren. Dieses Verfahren weiter zu perfektionieren, dafür forscht Christian Polzin mit Leidenschaft. 

Bereits in seiner Jugend interessierte Polzin sich sehr für Technik, schraubte Motorräder auseinander und wieder zusammen. Heutzutage sind es eher die klassischen, amerikanischen Automobile mit ihren V8-Motoren, die ihn begeistern. 

Doch zurück zu dem neuen 3D-Druckverfahren, das Christian Polzin entwickelte. „Es ist faszinierend, dass sich Siliziumkarbid so gut verarbeiten lässt, dass die Maße bei den Bauteilen haargenau stimmen“, resümiert  er und ist felsenfest davon überzeugt,  dass das von ihm entwickelte 3D-Druckverfahren die Industrie voranbringen wird.  Wie alles anfing?

Durch eine gezielte Recherche ist Polzin auf die Idee gekommen, zu erforschen, was man aus Siliziumkarbid so alles machen könnte. Beispielsweise brauchen Unternehmen Bauteile für Hochtemperaturöfen. Gerade bei komplexen Bauteilen dürften 3D-Drucker künftig in vielen Fällen der letzte Ausweg sein,  um schnell und kosteneffizient Ersatzteile bzw. neue Teile herzustellen. 

„Forschung im Maschinenbau ist die Faszination am Neuen“, beschreibt Christian Polzin seine Motivation. Seine Forschung ist für ihn Berufung. „Es macht unheimlich Freude, wenn man etwas Neues entstehen sieht“. Völlig neu denken müsse man.  3-D-Drucker ermöglichen nun Formen, die bisher schlichtweg nicht herstellbar waren. So können sie nun auch Strukturen nachdrucken, die sich in der Medizin oder Natur finden.

Für Polzin gibt es aktuell eine Herausforderung. „Die Fertigungseigenschaften des Siliziumkarbids müssen noch verbessert werden“, sagt der Forscher. Der Anspruch bestehe darin, das Material noch härter  zu machen, damit es im Hochtemperaturbereich der Industrie, beispielsweise im Automobilbau und in der Raumfahrttechnik   eingesetzt werden könne.

Erste Infiltrationsversuche machen Polzin optimistisch, dass die Einsatzbereiche der Siliziumkarbidkeramik erweitert werden können. „Wir konnten die Festigkeit bereits um ein Vielfaches steigern“, sagt er. „Auf dem Markt gibt es Bedarf an hochfestem Siliziumkarbid“.

(Text: Wolfgang Thiel) 

Kontakt:  Christian Polzin                             

Universität Rostock

Lehrstuhl für Fluidtechnik und Mikrofluidtechnik

Fakultät für Maschinenbau und Schiffstechnik

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