Die Additive Fertigung verändert derzeit die Industrie weltweit. Diese als 3D-Drucken bekannte Fertigungsmethode erlaubt den schichtweisen Aufbau geometrisch sehr komplexer Bauteile, die über konventionelle Methoden bislang nicht herstellbar waren – computergestützt auf Basis einer CAD-Konstruktion. Hierdurch wird die kostengünstige Fertigung von individualisierten Komponenten, wie patientenspezifischen Implantaten, Gebrauchsgegenständen oder sogar von Schmuck möglich. Das Verfahren kommt ohne kostspielige Werkzeuge aus und setzt nur so viel Material ein, wie für das Bauteil benötigt wird.

Während für Polymere oder Metalle die Additive Fertigung bereits Produktionsstandard erreicht haben, ist der 3D-Druck keramischer Bauteile noch in einem sehr frühen Entwicklungsstadium. Keramische Hochleistungswerkstoffe sind besonders temperatur- und verschleißbeständig, biokompatibel und leicht. Dies macht sie zu wahren Joker-Werkstoffen für viele Branchen. Additive Fertigungsverfahren eröffnen hier zusätzliche Anwendungspotenziale.

Am Fraunhofer IKTS, dem größten Keramikforschungsinstitut Europas, laufen zur Entwicklung von additiven Fertigungsverfahren für Keramik umfangreiche Forschungsarbeiten. So wird beispielsweise an einem 3D-Thermoplastdruckverfahren geforscht, mit dem mehrere Materialien punkt- und liniengenau in einem Bauteil verdruckt werden können. Beim Laminated Object Manufacturing (LOM) kombinieren IKTS-Wissenschaftler die additive Fertigung mit der keramischen Multilayertechnologie, um multifunktionale 3D-Komponenten mit integrierten Sensoren, piezoelektrischen Aktoren oder mikrofluidischen Komponenten für die Medizintechnik zu realisieren. Ein weiterer Forschungsbereich umfasst leistungsfähige und kosteneffiziente Monitoringtechnologien für die Qualitätskontrolle additiv gefertigter Bauteile.

»Mit dem Singapore Center for 3D-Printing an der Nanyang Technological University trifft das Fraunhofer IKTS auf einen namhaften Partner mit einer umfangreichen Expertise in der Additiven Fertigung von Kunststoffen, Metallen und Gläsern«, so Professor Alexander Michaelis, Institutsleiter des Fraunhofer IKTS. »Gemeinsam wollen wir in den kommenden Jahren die Additive Fertigung hochleistungskeramischer Bauteile vorantreiben und so den Einsatz keramischer Werkstoffe in der Industrie revolutionieren.« Diese anwendungsorientierte Forschung soll helfen, einen nennenswerten Technologievorsprung zu erzielen und die Wirtschaftsstandorte Sachsen und Singapur für die Industrie noch attraktiver zu machen, indem sie z. B. Ausgründungen fördert und so eine Starthilfe für zahlreiche neue Unternehmen wird.