Rapid prototyping. Fertigungsverfahren für die schnelle Bereitstellung keramischer Funktionsmuster

Rapid Prototyping - die schnelle Bereitstellung (Fertigung) von Funktionsmustern - erlangt überall dort zunehmende Bedeutung, wo Bauteile in Systemlösungen integriert sind, die sich in einer schnellen Entwicklung befinden. Auf übliche Serienfertigungsverfahren oder die Einzelanfertigung kann in diesem Fall entweder aus Kosten- oder Zeitgründen nicht zurückgegriffen werden. In den letzten Jahren wurden verschiedene generative Fertigungsverfahren entwickelt, mit denen es kurzfristig möglich ist, ausgehend von CAD-Modellen Prototypen aus Kunststoffen, Wachsen oder Papierwerkstoffen herzustellen. Mit Hilfe geeigneter Folgetechnologien (Vakuumgießen, Feingießen mit verlorener Form) können die Prototypen vervielfältigt oder aus anderen, z.B. metallischen Werkstoffen, hergestellt werden. Intensive Anstrengungen werden unternommen, um auf generativem Wege direkt metallische Bauteile herzustellen. Welchen Bedarf und welche Möglichkeiten gibt es für die schnelle Fertigung von keramischen Funktio nsmustern und welche Rolle können dabei generative Fertigungsverfahren spielen ? Der vorliegende Beitrag versucht, erste Antworten auf diese Fragen zur Diskussion zu stellen. Dazu werden die Möglichkeiten der keramischen Formgebung, wie kaltisostatisches Pressen mit anschließender mechanischer Bearbeitung, Schlickergießen und Heißgießen betrachtet. Eigene weiterentwickelte Fertigungsverfahren mit Hilfe einfach herstellbarer und kostengünstiger Formen werden am Beispiel komplizierter Bauteile vorgestellt. Generative Fertigungsprinzipien (Multiphase Jet Solidification, Laminated Object Manufacturing) wurden durch den Autor in Zusammenarbeit mit dem IFAM Bremen und der SFM GmbH Dresden für die Entwicklung von keramischen Formkörpern genutzt. Die Möglichkeiten und Grenzen dieser Verfahrensentwicklungen werden aufgezeigt.